CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1 Antecedentes de la Institución

La Unidad Educativa Bolivariana Mercedes Prospert, se encuentra ubicada en la

Calle la Puerta, en la Urbanización Antonio José de Sucre, Parroquia Simón Bolívar,

Municipio Caroní del Estado Bolívar, dependiente del Ministerio del Poder Popular

para la Educación, Esta escuela fue fundada como Escuela Nacional Graduada en

enero del año 1967. Construida por la Corporación Venezolana de Guayana (CVG)

en Inter. Convenio con el Ministerio de Educación bajo la dirección de su fundador el

Prof. Abigail Méndez, para una capacidad de 400 alumnos de 1º a 6º grado atendidos

por 20 Docentes, laborando estos en dos turnos reglamentarios: Mañana y Tarde. En

1968 se construye un Preescolar anexo a la institución con capacidad para 80 alumnos

atendidos por 04 docentes, un subdirector coordinador, por lo que se reconoce como

Unidad Educativa.

En el año Escolar 2000 – 2001 el plantel es incorporado al Proyecto de Escuelas

Integrales Bolivarianas desde Preescolar hasta 6º grado, con una matrícula de 860

alumnos. Actualmente atiende una población estudiantil de ciento cuarenta y uno

(141) alumnos de educación Inicial y setecientos diecinueve (719) alumnos de la

modalidad de educación primaria, la cual funciona en el horario integral comprendido

de 7:30 a.m. a 3:30 p.m. atendiendo dos modalidades de Educación Inicial y Primaria

de 1º a 6º grado con una matrícula de 866 alumnos desde Inicial a 6to grado, y es

atendida por 8 especialistas 5 docentes de Inicial, 22 docentes de aulas 1 auxiliar de

Inicial, 3 personal directivo 3 secretarias y 12 obreros y una docente de ayuda del

programa alimentario escolar bajo la dirección del Prof. Leonardo Díaz, Subdirector

Alexis A. Rodríguez P, Subdirectora Juana Quijada.

9

Misión

Brindar una formación integral y permanente al niño, niña y a la comunidad,

apoyados en los principios de solidaridad y participación comunitaria.

Comprometiéndonos a educar ajustándonos a las necesidades, intereses y realidad

social de cada individuo con responsabilidad y calidad, dentro de un ambiente

cordial y con sentido humano. Al mismo tiempo, asumiendo el compromiso con el

deporte en sus diferentes disciplinas, en la prevención de la salud, en las artes, el uso

de las T.I.S y la formación endógena de todos los involucrados hasta lograr

desarrollar en ellos diferentes potencialidades que le servirán como herramientas para

un mejor desenvolvimiento en el ámbito social y comunal.

Visión

La Unidad Educativa Bolivariana “Mercedes Prospert” tiene como visión egresar

alumnos que tengan sentido de responsabilidad, ajustado a su proceso de formación

que es continuo a lo largo de la vida. Así mismo involucrar a los alumnos en

diversos programas interdisciplinarios los cuales permiten hacer de estos unos

ciudadanos críticos, analíticos y constructivistas.

10

Organigrama la Unidad Educativa Bolivariana “Mercedes Prospert”

Fuente: Dirección del Colegio.

11

2.2 Antecedentes De La Investigación

Estos antecedentes se han efectuado debido a resultados y experiencias de trabajos

anteriores, los cuales se tienen y se deben tomar en cuenta para lograr al máximo el

éxito a la hora de evaluar el sistema de bombeo de agua potable del Instituto

Universitario de Tecnología del Mar Fundación la Salle. En el proceso de búsqueda

de recolección de datos referente al tema se encontraron varias investigaciones,

relacionadas o similares al presente tema, es decir, propuestas, proyectos, textos,

folletos, entre otras, de los cuales se tomo como antecedentes de la investigación los

tres siguientes proyectos. Al respecto Arias (2006) expone “Los antecedentes reflejan

los avances y el estado actual del conocimiento en un área determinada y sirven de

modelo o ejemplo para futuras investigaciones”. (Pág.106).

Para el año (2005), los Bachilleres Yepez Jesús, Guevara Karelys, presentaron el

Trabajo Especial de Grado titulado “Elaboración de un Manual de procedimientos

para la reparación de devanados de transformadores y motores Empresa Acebey C.A.

San Félix-Estado Bolívar” Presentado en el Instituto Universitario Antonio José de

Sucre para optar al título de Técnico Superior Universitario de Electricidad, el cual

llegó a las siguientes conclusiones:

- El personal de la empresa trabaja más con la experiencia obtenida que con los

procesos para ejecutar mantenimientos.

- No hay procedimientos para la reparación de la bobina de estatores de motores de

inducción y de transformadores por lo tanto, no hay un manual para ejecutar

tareas de este tipo.

- Para una mejor calidad de trabajo se requiere crear un manual donde se

establezcan de forma práctica como se debe hacer la labor de reparar devanados.

12

Para el año (2007), los bachilleres Nersy Medrano, Teobaldo Martínez presentaron

el Trabajo Especial de Grado titulado “Actualización de un Manual de

procedimientos para el montaje y desmontaje de Transformadores y

Autotransformadores en el Patio de 400 Kv de la Subestación Guayana “B” CVG

EDELCA” Presentado en el Instituto Universitario Pedro Emilio Coll para optar al

título de Técnico Superior Universitario de Electricidad, el cual llegó a las siguientes

conclusiones:

- Un autotransformador es una máquina eléctrica, de construcción y características

similares a las de un transformador, pero que a diferencia de éste, sólo posee un

único devanado alrededor del núcleo.

- Al igual que los transformadores, los autotransformadores funcionan basados en el

principio de campos magnéticos variantes en el tiempo, por lo que tampoco

pueden ser utilizados en circuitos de corriente continua.

- El personal de Mantenimiento de la Subestacion trabajan segun los

procedimientos impuestos por el Codigo Electrico Nacional y las especificaciones

técnicas del Manual de Procedimientos para el montaje de los Transformadores y

Autotransformadores.

El bachiller Danieles Anrith para el año (2009). Presento una tesis titulada Estudio

del Sistema eléctrico de Distribución en baja tensión en la urbanización Vista al Sol

Ruta III. I.U.T.A.J.S Presentado en el Instituto Universitario Antonio José de Sucre

para optar al título de Técnico Superior Universitario de Electricidad en el cual se

llego a las siguientes conclusiones:

- Existe un gran aumento de carga debido al crecimiento del sector esto produce que

se sobrecargue el banco de transformadores.

13

- Existe bancos de transformadores de una capacidad no adecuada para una carga

bastante considerable ocasionando así la quema de los mismos.

- Existe el exceso de toma ilegal en las viviendas del sector realizadas por sus

habitantes para alimentar los aires acondicionados y aquellos artefactos de mayor

consumo de corriente.

Este se relaciona con el trabajo especial de grado titulado elaboración de un

manual de procedimientos para el montaje y desmontaje de transformadores en líneas

de alta tensión o distribuidoras para la Escuela Básica Nacional Mercedes Prospert de

la ud-104 San Félix, Estado Bolívar, debido a que tienen el propósito de buscar

solución a los problemas energéticos, con la finalidad de mantener la continuidad del

servicio a fines de reguardar los equipos eléctricos del referido plantel educativo,

buscando los métodos apropiados para su ejecución y dándole solución de manera de

reducir los gastos en equipos de modo significativo, es importantísimo tener en

cuenta que la trascendencia y la complejidad que hoy en día supone el consumo de

energía en el interior de los hogares y en la industria, no sólo no están reñidas sino

todo lo contrario, con la posibilidad de hacer un buen uso de esta energía y utilizarla

con la mayor eficiencia.

2.3. Marco Referencial.

En el mundo de la electricidad es una de las principales formas de energía más

usadas. Si la electricidad no existiera, no existiera la iluminación, las comunicaciones

por radio, televisión entre otras y las personas no contarían con los aparatos que

forman una parte fundamental dentro del hogar. Desde que se descubrió y comenzó a

aplicarse les ha hecho la vida más cómoda y confortable a las personas, se puede

decir que la electricidad es usada por todos en todas partes.

14

La electricidad se puede definir como el traslado de electrones de un punto a otro,

entre traslado se realiza en un conductor. Los electrones que expulsado de su órbita

produce la electricidad, estos electrones en una fuente electricidad se expulsado por

acción de energía como: frotamiento, se generan frotando dos materiales; presión, se

producen cuando se le aplican se presiona algún cristal, luz; es producida cuando

dicha luz llega a un material fotosensible; acción química se generan por la reacción

química dentro de una batería eléctrica. Según Domínguez (1989) argumenta :

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la cargas se desplaza produce también fuerzas magnéticas ha ido tipo de cargas eléctricas llamada positiva negativa. De esta manera un cuerpo era cargado eléctricamente gracias a la reordenación de los electrones. (pág. 512)

Hay 2 tipos de corriente eléctrica; la corriente continua y la corriente alterna. La

corriente continua va siempre en el mismo sentido y la corriente alterna va en dos

direcciones, alternándose éstas 100 veces por segundo. Cada 2 veces que cambia de

dirección es un ciclo o período. Con la corriente continua podemos trabajar con

cualquier tipo de electrodo y es más fácil cebar el arco. La tensión (voltaje) es la

fuerza eléctrica. La intensidad (amperaje) es la cantidad de corriente que corre por un

circuito eléctrico.

Características del Sector eléctrico venezolano

El sector eléctrico venezolano desde el año 2007 ha modificado su estructura al ser

estatizadas las empresas privadas y haber creado la Corporación Eléctrica Nacional,

la cual es el holding que engloba las políticas y directrices del sector. La capacidad

total instalada' es de 21215 MW, de los cuales el 65 % (13865 MW) son

hidroeléctricos y 35 % (7350 MW) son térmicos. Esta distribución de generación es

15

una debilidad del sistema eléctrico nacional debido a su alta dependencia de la

hidroelectricidad, y por la ubicación de esta generación al sur del país lo que requiere

de largos sistemas troncales de transmisión para llevar la electricidad hacia el centro y

centro-occidente del país, por lo que una falla en estas instalaciones afecta

considerablemente el servicio.

Hasta mediados del 2005, una falla ocurrida en este sistema de generación-

transmisión era soportada por las plantas térmicas grandes de Tacoa, Planta Centro y

Ramón Laguna. Por el retardo de la ejecución de las inversiones para plantas y líneas

de transmisión nuevas y el crecimiento de la demanda, dichas plantas térmicas, hoy

en día, no pueden absorber la falla, de allí la interrupción en cascada del suministro

de electricidad. En la figura a continuación un esquema de las plantas de generación y

los sistemas de transmisión a nivel nacional.

Las plantas térmicas están diseñadas para consumir gas natural, otras diesel y otras

fuel oil o combinaciones de estos combustibles. Otra característica negativa del sector

eléctrico es que del total generado, un volumen equivalente a la generación térmica

no es facturado o en otras palabras es considerado como pérdidas, las cuales

totalizaron para el año 2005 unos 25403 GWh, equivalente al 24 % del total generado

para la misma fecha. En cuanto a la tarifa eléctrica esta es una de la más barata de

Latinoamérica. El promedio nacional para el año 2005 fue de 64.47 Bs./KWh (0.03

$/KWh). Las tarifas no han sido modificadas en los últimos 8 años, situación que

ayuda a la desinversión en el sector. En lo atinente al consumo por cliente residencial

para el año 2005 se sitúo en 4322 KWh, para una población servida de 26.3 millones

de personas equivalente al 98.9 % de la población nacional.

16

La demanda

La proyección de la demanda eléctrica mostrada en la gráfica fue realizada por la

Cámara Venezolana de la Industria Eléctrica (CAVEINEL una vez estatizado el

sector esta organización dejo de existir) en el año 2004. Para el año 2004 la demanda

se sitúo en 96850 GWh, necesitando para su obtención unos 17000 MW, equivalente

al 80 % de la capacidad instalada para ese año. Este porcentaje es menor a lo que

indican las buenas prácticas técnicas y gerenciales, es decir, ya se estaba utilizando un

10% de la holgura.

Los problemas técnicos en el sistema eléctrico nacional.

Para nadie es un secreto que actualmente hay racionamientos. Los mismos pueden

tener varias razones técnicas, las cuales fundamentalmente, en el lenguaje de los

electricistas, suelen ser: Racionamientos por Potencia, Racionamientos por

indisponibilidad o sobrecarga de equipos y Racionamientos por Energía.

1. Racionamientos por indisponibilidad de equipos: son muy fáciles de entender.

Hay un transformador o una línea de transmisión o distribución que quedó

indisponible (por falla o mantenimiento) y bueno hay que esperar a que sea arreglado,

reemplazado o terminado el mantenimiento para volver a contar con su disponibilidad

y poder usar nuevamente la electricidad. Eso nos pasa en lo más común de nuestras

vidas, porque se nos dañó el computador y quedó indisponible hasta que alguien lo

arregle. O hay que hacerle mantenimiento al tanque de agua y no tendremos agua

hasta que termine el mantenimiento y se vuelva a llenar el tanque. La solución a eso

es la redundancia de equipos o instalaciones, pero ello resulta a veces muy costoso.

En el caso del computador pudiera ser que me compro dos, para cuando uno se dañe

tengo el otro.

17

En el caso del tanque de agua a lo mejor no es tan "sencillo". En el caso de la

electricidad, se planifica para reducir las consecuencias de esta situación. Pero en este

caso hemos llegado, a lo largo y ancho del país, a situaciones donde a sectores de la

población se les raciona el suministro de electricidad porque el transformador de la

S/E de distribución está sobrecargado para la cantidad de energía que la gente está

usando y no se incluyó en los presupuestos de la empresa eléctrica la sustitución de

ese equipo por uno de mayor capacidad ni tampoco se evaluó la razón de ese

incremento en el uso de la electricidad, para determinar cuánto de derroche hay en

eso.

2. Racionamiento por energía, Consisten en aquellos racionamientos obligados

porque no hay la energía. Brasil y Colombia sufrieron esta situación en épocas más o

menos recientes y vinculadas ambas al fenómeno del Niño. Sus embalses no tuvieron

agua suficiente y sus plantas térmicas resultaron insuficientes para afrontar el nivel de

uso de electricidad, viéndose obligados a racionar el suministro de la misma.

3. Racionamientos por potencia: son producto de la imposibilidad de continuar

transmitiendo una energía que aunque existe en las centrales hidroeléctricas del

Caroní, no se puede transmitir porque un fenómeno eléctrico hace que la transmisión

de electricidad se cae por sí sola, cuando no existen los soportes de potencia

necesarios en puntos claves de la red eléctrica. Esos soportes de potencia los debe

suministrar las centrales termoeléctricas que se están construyendo o que existen pero

sus generadores están en reparación o en mantenimiento.

Y tales soportes, en conjunto con la potencia del mayor generador de electricidad,

permiten establecer la fijación de unos límites dinámicos de transmisión, los cuales

indican el nivel máximo de energía que se puede transmitir en condiciones seguras

para el sistema eléctrico nacional. La inexistencia de soportes adecuados conduce a

operar el sistema eléctrico nacional con restricciones y cuando se requiere suministrar

18

electricidad se llega a la situación de no responder al requerimiento y comenzar a

racionar. Pero, se puede llegar a violar los límites (dinámicos) de transmisión para no

racionar, corriendo el riesgo de operar en una zona insegura donde cualquier falla

eléctrica local podría hacer caer todo el sistema eléctrico nacional. O, peor aún, se

opera con las dos consecuencias: racionando y violando los límites dinámicos de

transmisión a la misma vez

Sistema de iluminación

Los sistemas de iluminación de clasifican según la distribución del flujo luminoso

por encima o por debajo de la horizontal. Si la mayor parte de el flujo luminoso se

envía hacia abajo, se produce una iluminación directa, por el contrario si la mayor

parte del flujo luminoso se envía hacia el techo para que llegue a la superficie

iluminada después de proyectarse en el mismo y en las partes, tenemos la iluminación

indirecta.

Un sistema de iluminación es aquel que está integrado por un conjunto de

elementos que operan conjuntamente para conducir cierta cantidad de luz, y de esta

manea iluminar un área determinada. Para lograr este objetivo, el sistema debe poseer

todos los elementos y cantidad de fuente luminoso necesaria a fin de que los cuerpos

que se encuentran en el área que está iluminada puedan percibirlo claramente. Sin

embargo es necesario resaltar que en un sistema de iluminación lo importante, es

iluminar adecuadamente un área y no solo producir cierta cantidad de luz. Por ello, al

momento de diseñar un sistema, no solamente se considera el tamaño del área que se

va a iluminar, sino también el tipo de actividades que se realizan en el local.

19

El alumbrado general

Un sistema de alumbrado que produce una distribución uniforme de la luz,

creando condiciones idénticas de visión. Evidentemente, este tipo de iluminación va a

proporcionar buenas condiciones de visibilidad, en el área que está iluminando. Por

este motivo es que el sistema corrientemente empleado en oficinas generales, aulas de

escuelas, fábricas, etc.

En el sistema de alumbrado general, las luminarias muchas veces se colocan en un

plano simétrico adoptado a las características físicas de la zona y se combina bien con

la arquitectura del local. La mayor ventaja de este sistema es que permite completa

flexibilidad en la ubicación del trabajo. Así Philips (1.988) expone que:

Un sistema de alumbrado general proporciona la iluminación que se requiere sobre el plano horizontal con un determinado grado de uniformidad. La iluminación media deberá ser igual a la iluminación que requiere la tarea específica visual. La iluminación general se obtiene mediante una colocación regular de las luminarias bajo el área total del techo o en filas continuas de luminarias que mantienen la misma separación. (P-71)

Iluminación localizada

Este sistema, es que el proporciona alumbrado solo sobre una superficie

relativamente pequeña ocupada por el trabajo y su entorno inmediato. Entonces, esta

clase de sistema permite ajustar la iluminación, a fin de adoptarla a las necesidades

del individuo y por ende constituye un medio económico para obtener niveles de

iluminación más alto sobre una pequeña zona. Sin embargo, es importante resaltar

que los ajuste inadecuados, puede ocasionar brillos molestos para los usuarios. Un

sistema de alumbrado localizado proporciona una iluminación no uniforme del local.

En los puestos de más interés, la iluminación debe ser lo suficientemente alta,

20

mientras que en los otros sitios, la iluminación queda limitada normalmente al 50%

de la que correspondería al motivo de la tarea visual (P-71).

Iluminación local y general

Este tipo de sistema es aquel, en el cual los equipos de alumbrados se agrupan de

forma tal que se alcancen un nivel de iluminación adecuada y suficiente sobre una

determinad área de trabajo. Un sistema de alumbrado local y general consta de un

arreglo funcional de luminarias con respecto al trabajo visual o zona de trabajo” ( P-

43)

Materiales de alumbrado

Las lámparas: Son aparatos que emiten radiaciones visibles para el ojo humano, o de

una manera más sencilla, son dispositivos determinados a producir luz. Hoy en día

existen una gran variedad de lámparas para producir iluminación, sin embargo, todos

estos tipos están basados en dos fenómenos físicos solamente el calor y las

luminiscencias.

Lámparas incandescentes

La lámpara incandescente produce luz mediante el calentamiento eléctrico de un

alambre (filamento) hasta una temperatura tan alta que la radiación emitida cae en la

región visible del espectro. Deben distinguirse las lámparas con ampollas llenas de

gas de halógeno de las que contienen.

21

Lámpara de descargas

La luz de las lámparas de descargas no esta producida como ln el caso de las

lámparas de incandescencia por el calentamiento de un filamento si no por una

descarga eléctrica en arco mantenida en un gas o vapor ionizado; alguna veces en

combinación con la luminiscencias de los compuesto de fósforos excitados por la

radiación generada por la descarga. En lo que respecta a la vida de una lámpara

fluorescente, esta va a estar afectada no solo por la tensión y la intensidad que se la

suministra, sino también, por el número de veces que se enciende y como el fin

normal de la vida se alcanza cuando mayor es el número de horas por cada

encendido, más larga es su vida útil.

Difusores: actúan relativamente poco sobre las lámparas su misión es difundir la luz

para disminuir los efectos de deslumbramientos. Para que un difusor sea eficaz, es

necesario que la iluminancia de su superficie sea lo mas uniforme posible.

Reflectores: Es cuando utilizan su propiedad de reflexión desplazando la curva de

distribución luminosa hacia abajo, de tal manera que se aprovechen mejor las

características luminosas de la lámpara lo que caracteriza sobre todo a los reflectores,

es la situación del máximo de la radiación luminosa, es decir, un ángulo bajo el cual

se encuentra el valor máximo del flujo luminoso.

Balastos: Todas las lámparas de descargas necesitan una impedancia en serie que

limite la corriente eléctrica que la atraviesa. Sino se utilizara tal dispositivo no habría

nada que evitara el aumento gradual de corriente hasta un valor que destruyera la

lámpara.

Cebadores: Todas las lámparas de descargas, a excepción las de mercurio a alta

presión, necesitan un voltaje mayor del habitual en la red para iniciar la descarga.

22

Tale lámparas debe trabajar con un mecanismo de cebador que proporcione un mejor

tensión inicial.

Luminarias: Las lámparas filtran o transforman la radiación luminosa procedente de

una lámpara, a demás incluye todos los elementos necesarios para fijar y proteger las

lámparas y conectarlas a la fuente de energía. Ramírez (1.983) dijo que. Una

luminaria es un dispositivo que dirige, difunde o modifica la luz suministrada.

(P.110).

Líneas de acometidas

Se le llaman líneas de acometida a los 2 ó 3 conductores que, partiendo de las

líneas de abastecimiento de la empresa que presta el servicio, conducen la energía

eléctrica hasta los hogares. Son dos cuando el sistema de canalización es de 110 v, si

en cambio la canalización es de 2 voltajes (110 -220), entonces se necesitan 3 líneas.

Líneas de Servicio

Los conductores que se utilizan para el suministro de energía, desde las líneas o

equipos inmediatos del sistema general de abastecimiento, hasta los medios

principales de desconexión y protección contra sobrecargas de corriente de

instalación servida, las líneas de acometida forman parte de las líneas de servicio.

Magnitudes eléctricas fundamentales

Intensidad: (Amperaje o corriente). Es la cantidad de electrones que circulan

por un conductor en una unidad de tiempo. La unidad para medir intensidades

es el amperio.

23

Tensión: (Voltaje o fuerza electromotriz). Es la diferencia de potencial que

existe entre dos cargas eléctricas o dos conductores.

Conductores alimentadores

A los conductores entre el interruptor principal fusibles principales y fusibles de

las derivaciones de circuitos se les llama conductores alimentadores Estos

conductores alimentadores no existen cuando se omiten los fusibles principales.

Conductores: Son materiales, en forma de hilo sólido o cable a través de los cuales

se desplaza con facilidad la corriente eléctrica, por tener un coeficiente de resistividad

muy pequeño. Los conductores empleados normalmente son de cobre (los hay

también en aluminio) y deben tener muy buena resistencia eléctrica, ser

mecánicamente fuertes y flexibles y llevar un aislamiento adecuado al uso que se les

va a dar.

Clases de conductores.

a. Alambres: conductores que están formados por un hilo sólido.

b. Cables: conductores fabricados con varios alambres o hilos más delgados,

con la finalidad de darle mayor flexibilidad.

c. Cable paralelo o dúplex: conductores aislados individualmente y se

encuentran unidos únicamente por sus aislamientos, o bien se encuentran los

conductores trenzados.

24

d. Cable Encauchetado: conductores de dos o más cables independientes y

conveniente mente aislados, viene recubiertos a su vez, por otro aislante

común.

Tipos de aislamiento en los conductores.

El aislamiento esta hecho de materiales plásticos, aunque para sus usos especiales

existen otros aislamientos como el asbesto o silicona con la finalidad de evitar cortos

circuitos.

Los tipos de aislamiento más comunes son:

T: Aislamiento Plástico (Termoplástico)

Tw: Aislamiento Resistente A La Humedad.

Th: Aislamiento Resistente Al Calor.

Thw: Aislamiento Resistente Al Calor Y A La Humedad

Plano eléctrico

Conjunto de símbolos mediante los cuales se señalan e interpretan las necesidades

del usuario. En el deben figurar la cantidad, el tipo el tipo y la distribución de los

elementos eléctricos, mostrando en último análisis la forma en que quedara la

instalación eléctrica. Los esquemas o planos eléctricos deben ser elaborados en forma

nítida y clara, de tal manera que pueda ser interpretado por cualquier técnico

electricista que tenga que realizar la obra.

Esquemas eléctricos

25

Un esquema eléctrico es la representación gráfica de un circuito o instalación

eléctrica, en la que van indicadas las relaciones mutuas que existen entre sus

diferentes elementos así como los sistemas que los interconectan. Para su

representación se emplean básicamente una serie de símbolos gráficos, trazos, macas

e índices, cuya finalidad es poder representar en forma simple y clara, los elementos

que se emplean en el montaje de los circuitos eléctricos.

Símbolos: representan los aparatos y elementos que se emplean en una

instalación.

Trazos: líneas que indican ductos y/o conductores eléctricos que

interconectan los diferentes elementos que forman parte de la instalación

eléctrica.

Marcas e índices: letras y números que se emplean para la completa

identificación de un elemento.

Breaker

Dispositivo de interrupción o de accionamiento que por lo general es accionado de

forma manual, los contactos internos están encapsulados en un material aislante que

protege al operador de los arcos eléctricos producidos, los breakers poseen en su

interior un centro de imantación que desconecta la línea de la carga y este luego debe

ser rearmado, pueden ser de tablero o superficiales. Para 120V-240V de un polo

pueden ser; 15, 20, 30, 40,60, 70Amp con un voltaje de ruptura de 10.000V.

Derivación de Circuito o Ramales

26

En la canalización, los conductores que van después del último dispositivo de

protección y que llevan la energía a las luces y aparatos eléctricos se les llaman

circuitos derivados o ramales. Entre los conductores alimentadores y las derivaciones

de circuitos debe de haber un dispositivo de protección contra sobrecargas de

corriente, puede ser un fusible o interruptor automático, para proteger los alambres de

las derivaciones de circuitos en caso que ocurra un corto circuito en un aparato o

bien, la propia canalización. En las canalizaciones se utilizan 3 conductores para que

se puedan conectar aparatos de alto consumo, en los hogares donde existe aun

corriente de 110 voltios, se debe de cambiar a 110 - 220(3 conductores.

Responsabilidades

El suministro de energía eléctrica hasta los conductores de servicio, es

responsabilidad de la empresa que presta el servicio. Por el contrario, cualquier

desperfecto que exista en el alambrado del edificio o casa, es responsabilidad del

dueño. Como técnico en electricidad, tienes la responsabilidad de saber comprobar

los interruptores, los receptáculos de contacto, cajas de conexión y los dispositivos

que se conectan al circuito eléctrico así como los defectos que puedan presentarse en

el alambrado propiamente dicho.

Regla de seguridad

Siempre que se prueben las instalaciones eléctricas o se cambien fusibles, debe de

hacerse con sumo cuidado considerando la posibilidad de que hay energía eléctrica

Esto es una medida de precaución para evitar un choque eléctrico. Debes de tomar

Precauciones aun estando seguras de hacer desconectado el interruptor o fusible de

entrada. Es conveniente que no se toquen al mismo tiempo un conductor vivo y el de

tierra. No es conveniente pararse en piso mojado. Es conveniente pararse en una tabla

27

la cual servirá de aislante. Usar zapatos con suela de caucho (hule). Herramienta son

mangos aislados.

Resistencia de los conductores eléctricos

Todo conductor eléctrico afecta el paso de una corriente eléctrica en mayor o

menor grado determinado por su resistencia, el cual esta afectado por los factores

siguientes: El metal del que está formado, grosor y longitud.

Fallas comunes en el suministro de energía eléctrica corte de energía

Un corte de energía se define como una condición de tensión cero en la

alimentación eléctrica que dura más de dos ciclos (40 ms). Puede ser causado por el

encendido de un interruptor, un problema en la instalación del usuario, un fallo en la

distribución eléctrica o un fallo de la red comercial. Esta condición puede llevar a la

pérdida parcial o total de datos, corrupción de archivos y daño del hardware.

Ruido eléctrico

El ruido eléctrico de línea se define como la Interferencia de Radio Frecuencia

(RFI) e Interferencia Electromagnética (EMI) y causa efectos indeseables en los

circuitos electrónicos de los sistemas informáticos. Las fuentes del problema incluyen

motores eléctricos, relés, dispositivos de control de motores, transmisiones de

radiodifusión, radiación de microondas y tormentas eléctricas distantes. RFI, EMI y

otros problemas de frecuencia pueden causar errores o pérdida de datos almacenados,

interferencia en las comunicaciones, bloqueos del teclado y del sistema.

Los picos de alta tensión ocurren cuando hay repentinos incrementos de tensión en

pocos microsegundos. Estos picos normalmente son el resultado de la caída cercana

28

de un rayo, pero pueden existir otras causas también. Los efectos en sistemas

electrónicos vulnerables pueden incluir desde pérdidas de datos hasta deterioro de

fuentes de alimentación y tarjetas de circuito de los equipos. Son frecuentes los

equipos rotos por esta causa.

Tensiones

Una sobretensión tiene lugar cuando la tensión supera el 110% del valor nominal.

La causa más común es la desconexión o el apagado de grandes cargas en la red. Bajo

esta condición, los equipos informáticos pueden experimentar pérdidas de memoria,

errores en los datos, apagado del equipo y envejecimiento prematuro de componentes

electrónicos.

Una caída de tensión comprende valores de tensión inferiores al 80% ó 85% de la

tensión normal durante un corto período. Las posibles causas son; encendido de

equipamiento de gran magnitud o de motores eléctricos de gran potencia y la

conmutación de interruptores principales de la alimentación (interna o de la usina).

Una caída de tensión puede tener efectos similares a los de una sobretensión.

Un transitorio de tensión tiene lugar cuando hay picos de tensión de hasta 150.000

voltios con una duración entre 10 y 100 µs. Normalmente son causados por arcos

eléctricos y descargas estáticas. Las maniobras de las usinas para corregir defectos en

la red que generan estos transitorios, pueden ocurrir varias veces al día. Los efectos

de transitorios de este tipo pueden incluir pérdida de datos en memoria, error en los

datos, pérdida de los mismos y solicitaciones extremas en los componentes

electrónicos.

Una variación de frecuencia involucra un cambio en la frecuencia nominal de la

alimentación del equipo, normalmente estable en 50 ó 60 Hz dependiendo esto de la

29

ubicación geográfica. Este caso puede ser causado por el funcionamiento errático de

grupos de electrógenos o por inestabilidad en las fuentes de suministro eléctrico.

Para equipos electrónicos sensibles, el resultado puede ser la corrupción de datos,

apagado del disco duro, bloqueo del teclado y fallos del programa.

Transformadores

Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite aumentar o

disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la

frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal,

esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales

presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.

Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción

electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas

devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio.

La necesidad del mantenimiento preventivo en las instalaciones eléctricas, tanto en

las de Alta, Media y Baja tensión se multiplica en función de los daños que podría

ocasionar su parada por avería, tanto se trate de instalaciones públicas como privadas.

Tratándose de costosos equipos, su revisión debe efectuarse con la periodicidad

establecida en su proyecto de instalación, adecuándola en todo momento a las

especiales características de su utilización, ubicación, etc.

Normas básicas previas

Planificar el trabajo con antelación a la parada y desconexión del transformador

de la Red, solicitando los permisos y efectuando todos los avisos necesarios.

Recopilar toda la información técnica relativa al Transformador y sus

equipos( ventiladores, sistemas de control y seguridad, etc).

30

Revisar todo el protocolo de seguridad necesario, incluyendo los equipos

necesarios: puestas a tierra, señalizaciones, etc.

Seleccionar el personal necesario para la tarea de mantenimiento entre los

capacitados para ello, así como los medios materiales y herramientas,

vehículos, grúas, etc.

Tareas de mantenimiento

Aunque cada instalación tendrá características específicas, intentaremos

relacionar las más habituales; resaltamos una vez más que todo trabajo deberá

cumplir con las normas y protocolos de seguridad pertinentes, por personal

autorizado y formado para ello.

Desconectar el equipo de la Red de tensión, tomando todas las medidas

necesarias establecidas en el protocolo. Las más habituales son: Puesta a tierra

del equipo, Bloqueo de todas las posibles conexiones entrantes y salientes,

delimitación y marcado del área de trabajo.

Comprobación del sistema de seguridad por sobre temperatura.

Comprobación del sistema de seguridad por sobre presión interna del

transformador.

Comprobación del sistema de sobre corriente, fuga a tierra, diferencial, etc. en

función del tipo y modelo del transformador.

Comprobación del resto de indicadores, alarmas ópticas y/o acústicas.

Comprobación del nivel de aceite, así como posibles fugas.

Comprobación, limpieza y ajuste de todas las conexiones eléctricas, fijaciones,

soportes, guías y ruedas, etc.

Comprobación y limpieza de los aisladores, buscando posibles grietas o

manchas donde pueda fijarse la suciedad y/o humedad.

Comprobación en su caso del funcionamiento de los ventiladores, así como

limpieza de radiadores o demás elementos refrigerantes.

31

Limpieza y pintado del chasis, carcasas, depósito y demás elementos externos

del transformador susceptibles de óxido o deterioro.

Tipos de Transformadores

Según sus aplicaciones

Transformador elevador/reductor de tensión

Transformador de aislamiento

Transformador de alimentación

Transformador trifásico

Transformador de pulsos

Transformador de línea o flyback

Transformador con diodo dividido

Transformador de impedancia

Estabilizador de tensión

Transformador híbrido o bobina híbrida

Transformador electrónico

Transformador de frecuencia variable

Transformadores de medida

Según su construcción

Autotransformador

Transformador toroidal

Transformador de grano orientado

Transformador de núcleo de aire

Transformador de núcleo envolvente

Transformador piezoeléctrico

32

Causas de algunas fallas eléctricas

Tormentas. El viento, el calor, la escarcha y la nieve son las causas más

comunes de apagones extendidos.

Árboles. Cuando soplan vientos fuertes o cuando una persona no profesional

poda árboles, sus ramas pueden entrar en contacto con cables de alta tensión,

ocasionando así interrupciones al servicio eléctrico. Visite la sección “Podador

de árboles” para obtener más información sobre peligros a su seguridad y

porqué plantar árboles cerca de cables de alta tensión es una mala idea.

Vehículos. Cuando un vehículo choca contra un poste eléctrico el resultado

puede ser un apagón. En la sección “Seguridad de los cables de alta tensión”

(en inglés) encontrará consejos sobre qué hacer ante estas situaciones

peligrosas.

Terremotos. Independientemente de su intensidad, los sismos pueden causar

grandes daños a las instalaciones eléctricas y los cables de alta tensión. Visite la

sección de Terremotos para más información sobre cómo preservar su

seguridad durante estos desastres naturales.

Animales. Ardillas, aves y otros animales pequeños pueden ocasionar un corto

circuito al entrar en contacto con cables de alta tensión.

Relámpagos. Cuando una torre de transmisión, cable o poste eléctrico es

alcanzado por un rayo, el resultado es un apagón.

Cavado. Al cavar, muchas veces los cables subterráneos se ven afectados.

Alta demanda eléctrica. Las olas de calor y otros picos de demanda

inusualmente alta generan una sobrecarga en cables, transformadores y otro

equipo eléctrico que puede resultar en fallas.

Protecciones eléctricas

33

En un sistema eléctrico industrial o residencial se debe considerar o tomar en

cuenta un buen estudio de cargas a conectar para evitar las fallas de sobre-corriente y

sobrecarga, para así realizar una correcta elección de los dispositivos de protección,

asegurando que operen en dichas situaciones y evitar que las mismas deterioren los

elementos del sistema o los instalados.

Una falla de sobre-corriente es originada por un cortocircuito, ya sea entre fases o

entre fases y tierra; pero en cualquiera de los casos hay una corriente elevada que

puede dañar o deteriorar el aislante de los conductores y accionar un incendio si esta

falla perdura por un tiempo prolongado.

Para interrumpir este tipo de falla los elementos utilizados, son los elementos

llamados interruptores termo-magnéticos y fusibles. El primero actúa cuando se

produce la falla y tiene la ventaja que se puede restablecer tan pronto sea detectada y

solucionada la avería; también funciona cuando ocurre una sobrecarga en las líneas,

la cual se puede definir como una sobre-corriente de funcionamiento, cuando esta

perdura por un tiempo prolongado tiende a deteriorar los elementos del sistema.

El fusible, es el otro elemento o dispositivo para la interrupción de fallas de sobre-

corriente, el cual actúa bajo el principio del efecto Joule (I2 x R); donde I, es la

corriente nominal del elemento fusible y R la resistencia del mismo. Si ocurre una

falla de sobre-corriente; la corriente es mucho mayor que la corriente I, por lo tanto se

dispone de una potencia disipada que es mucho mayor que lo que puede soportar R,

por lo cual el elemento fusible se destruye e interrumpe la falla. En la actualidad se

recurre a la utilización de los interruptores termo-magnéticos en los sistemas de baja

tensión ya sean residenciales o industriales. Es necesario dar una información en

cuanto a los parámetros y factores que se deben tomar en cuenta para la selección de

los mismos.

34

En primer lugar, encontramos los factores relacionados con las características

técnicas del interruptor, como son: la tensión nominal, la corriente nominal y la

corriente de cortocircuito. En lo que se refiere a la tensión nominal hay que destacar

que debe ser siempre igual o mayor a la tensión del circuito donde se va a instalar. En

relación a la capacidad de corriente del conductor, se deben tomar en cuenta muchos

factores, tales como; la corriente nominal a plena carga, el diámetro del conductor, la

temperatura ambiente, la frecuencia, altura, el tipo de carga, la seguridad, etc.

Cada uno de los factores antes mencionados requiere de un estudio minucioso.

Otro factor de gran importancia es la selección de los interruptores termo-magnéticos,

por la corriente de cortocircuito disponible en el punto de utilización de dicho

dispositivo. La corriente de cortocircuito se calcula de la forma explicada en el tema

de la determinación de las luminarias de este informe.

Puesta a tierra

Se define como "Toma de Tierra" a la unión eléctrica de un conductor con la masa

terrestre. Esta unión se lleva a cabo mediante electrodos enterrados, obteniendo con

ello una toma de tierra cuya resistencia de "empalme" depende de varios factores,

tales como: superficie de los electrodos enterrados, a profundidad de enterramiento,

clase de terreno, humedad y temperatura del terreno, etc.

Por otra parte, llamaremos "Puesta a Tierra", a la unión directa de determinadas

partes de una instalación eléctrica, con la toma de tierra, permitiendo el paso a tierra

de las corrientes de falta o las descargas atmosféricas. Según norma establecidas por

el Código Eléctrico nacional, correspondiente a puestas de tierra, se establecen la

toma de tierra con objeto de:

35

Limitar la tensión que con respecto a tierra puedan presentar las masas

metálicas en un momento dado.

Asegurar la actuación de las protecciones.

Eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en el material eléctrico

utilizado.

La puesta a tierra como protección va siempre asociada a un dispositivo de corte

automático, sensible a la intensidad de defecto, que origina la desconexión del

circuito. Es imprescindible conocer los distintos tipos de conductores empleados para

conducir la electricidad a nivel doméstico. La circulación de la corriente eléctrica

debe hacerse con la menor pérdida posible, por lo que elegiremos el mejor conductor,

observado cómo la afecta la humedad y la temperatura.

Los conductores son materiales que transmiten toda la carga eléctrica que es

puesta en contacto con ellos, a todo punto de su superficie. Los mejores conductores

son los metales y sus aleaciones. Hay materiales no metálicos que conducen la

electricidad, como el grafito, soluciones salinas, y materiales en estado de plasma. El

material más empleado para el transporte de la energía eléctrica es el cobre, que se

presenta en forma de cables de uno o más hilos. También se emplea el aluminio,

aunque su conductividad es el 60% de la del cobre, pero su liviandad lo hace apto

para las líneas de alta tensión. El oro se utiliza para condiciones especiales (ciertos

circuitos en electrónica). La resistencia de los conductores eléctricos dependerá

también de la longitud y grosor de los mismos. Los cables de cobre que se utilizan se

diferencian en blandos, semiduros y duros, siendo mejores conductores los de cobre

blando, y los de cobre duro, de mayor resistencia mecánica. Para darle flexibilidad a

los cables, podemos recocer el alambre, o agregando varias hebras recocerse el

alambre o agregar varios cabos.

36

Dieléctricos: son los materiales aislantes, que no conducen la electricidad, como:

el vidrio, la cerámica, los plásticos, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca,

porcelana, baquelita. En realidad no existen materiales totalmente aislantes o

conductores, son mejores o peores conductores eléctricos. Estos materiales se

emplean para forrar a los conductores y evitar cortocircuitos, también para fabricar

elementos para fijar los conductores a los soportes sin contacto eléctrico. El aire y el

agua son aislantes en determinadas condiciones.

Interruptores de seguridad en el tablero eléctrico

Existen dos tipos de interruptores de seguridad que debemos instalar en un tablero

eléctrico, el interruptor termo magnético o disyuntor, y el interruptor diferencial.

Interruptor termo magnético- posee un sistema magnético de respuesta rápida ante

subas abruptas en la corriente (cortocircuitos), y una protección térmica que se

desconecta ante una subida de la corriente más lenta como una sobrecarga.

Se usa para proteger cada circuito de la instalación, y evita sobrecalentamientos en la

instalación. Se requiere un interruptor por circuito.

Interruptor diferencial- es un elemento destinado a la protección de los usuarios, de

contactos indirectos. Se instala en el tablero eléctrico, después del interruptor

automático del circuito que se desea proteger, en general es para circuitos de

tomacorrientes (enchufes).

2.4 Marco Conceptual

37

Aislante: Un material aislante es aquel que, debido a que los electrones de sus

átomos están fuertemente unidos a sus núcleos, prácticamente no permite sus

desplazamientos y, por ende, el paso de la corriente eléctrica cuando se aplica una

diferencia de tensión entre dos puntos del mismo. (Flores, 1985. Pág. 13).

Alta Tensión: Tensión nominal superior a 1 kv. (Flores, 1985. Pág. 13).

Bobina: Arrollamiento de un cable conductor alrededor de un cilindro sólido o

hueco, con lo cual y debido a la especial geometría obtiene importantes características

magnéticas. Bornes de conexión o clemas: elementos que mediante tornillos de

presión permiten la unión de los conductores. (Holophane, 1997. Pág. 81).

Circuito: Trayecto o ruta de una corriente eléctrica, formado por conductores, que

transporta energía eléctrica entre fuentes. (Philips, 1988. Pág. 13).

Conductor: Son los elementos metálicos, generalmente cobre o aluminio,

permeables al paso de la corriente eléctrica y que, por lo tanto, cumplen la función de

transportar la "presión electrónica" de un extremo al otro del cable. Material que

opone mínima resistencia ante una corriente eléctrica. Los materiales que no poseen

esta cualidad se denominan aislantes. (Océano, 1999. Pág. 128).

Corriente Eléctrica: Es el flujo de electricidad que pasa por un material conductor;

siendo su unidad de medida el amperio, y se representan por la letra L (Océano, 1999.

Pág. 228).

Corriente Eléctrica Alterna: El flujo de corriente en un circuito que varía

periódicamente de sentido. Se le denota como corriente Ae. (Altern current) o e.A

(Corriente alterna) (Flores, 1985. Pág. 12).

38

Corriente Eléctrica Continua: El flujo de corriente en un circuito producido

siempre en una dirección. Se le denota como corriente D.e. (Direct current) o e.e.

(Corriente continua). (Philips, 1988. Pág. 109).

Coulomb: Es la unidad básica de car~a del electrón. Su nombre deriva del científico

-15un de Coulomb (1736-1806). (Flores, 1985. Pág. 12).

Cuadro de distribución: registro compuesto por un interruptor diferencial. así como

los dispositivos de protección contra cortocircuito s y sobrecarga de cada uno de los

circuitos que parten de dicho cuadro. (Holophane, 1997. Pág. 255 ).

Distribución: incluye el transporte de electricidad de bajo voltaje (generalmente

entre 120 Volt. y 34.500VoIt) y la actividad de suministro de la electricidad hasta los

consumidores finales. (McGraw-Hill, 1991. Pág. 103).

Disyuntor: Interruptor automático por corriente diferencial. Se emplea como

dispositivo de protección contra los contactos indirectos, asociado a la puesta a tierra

de las masas (Océano, 1999. Pág.90).

Energía: La energía es la capacidad de los cuerpos o conjunto de éstos para efectuar

un trabajo. Todo cuerpo material que pasa de un estado a otro produce fenómenos

físicos que no son otra cosa que manifestaciones de alguna transformación de la

energía. Capacidad de un cuerpo o sistema para realizar un trabajo. La energía

eléctrica se mide en kilowatt-hora (kWh) (Philips, 1988. Pág. 25).

Enchufe: elemento terminal de una instalación eléctrica mediante el que conectamos

los aparatos eléctricos y electrónicos a la red. (McGraw-Hill, 1991. Pág. 120)

39

Electricidad: Fenómeno fisico resultado de la existencia e interacción de cargas

eléctricas. Cuando una carga es estática, esta produce fuerzas sobre objetos en

regiones adyacentes y cuando se encuentra en movimiento producirá efectos

magnéticos. (McGraw-Hill, 1991. Pág. 114).

Línea de Distribución: Canalización eléctrica que enlaza otra canalización, un

cuadro de mando y protección o un dispositivo de protección general con el origen de

canalizaciones que alimentan distintos receptores, local.es o emplazamientos.

(Holophane, 1997. Pág.12)

Protecciones Eléctricas: Se trata de delgadas capas de material sintético conductor

que se coloca en los cables de aislación seca de XLPE de tensión superior o igual a

3,3 kV Y en los de ERP a partir de 6,6 kV. (Donald G. Fink / H. Wayne Beaty, 2004.

Pág. 13).

Tensión: Potencial eléctrico de un cuerpo. La diferencia de tensión entre dos puntos

produce la circulación de corriente eléctrica cuando existe un conductor que los

vincula. Se mide en Vol (V), Y vulgarmente se la suele llamar voltaje. La tensión de

suministro en los hogares de Buenos Aires es 220 V. (Holophane, 1997. Pág. 152).

Voltio: Es la unidad de fuerza que impulsa a las cargas eléctricas a que puedan

moverse a través de un conductor. Su nombre, voltio, es en honor al fisico italiano,

profesor en Pavia, Alejandro Volta quien descubrió que las reacciones químicas

originadas en dos placas de zinc y cobre sumergidas en ácido sulfúrico originaban

una fuerza suficiente para producir cargas eléctricas. (Donald G. Fink / H. Wayne

Beaty, 2004. Pág. 108).

Watio: Es la unidad de potencia de un elemento receptor de energía (por ejemplo una

radio, un televisor). Es la energía consumida por un elemento y se obtiene de

multiplicar voltaje por corriente. (Donald G. Fink / H. Wayne Beaty, 2004. Pág. 108)

40

41