- En un tablero eléctrico se concentran los dispositivos de protección y de maniobra de los circuitos eléctricos de la instalación (nota: para mayores antecedentes refiérase al Código Eléctrico NCH ELEC 4/84). En el caso de instalaciones residenciales este tablero generalmente consiste en una caja en cuyo interior se montan los interruptores automáticos respectivos.
- Para lograr una instalación eléctrica segura, se debe contar con dispositivos de protección que actúen en el momento en el que se produce una falla (cortocircuito, sobrecarga o falla de aislación) en algún punto del circuito. De esta forma se evita tanto el riego para las personas de sufrir "accidentes eléctricos", como el sobrecalentamiento de los conductores y equipos eléctricos, previniendo así daño en el material y posibles causas de incendio.
- A la hora de diseñar la instalación eléctrica, es recomendable distribuir las cargas en varios "circuitos", ya que ante eventuales fallas (operación de protecciones) se interrumpe solamente el circuito respectivo sin perjudicar la continuidad de servicio en el resto de la instalación. Por ejemplo, en una casa se recomienda instalar al menos tres circuitos, uno exclusivo para iluminación, otro para enchufes y un tercero para enchufes especiales en la cocina y lavadero.
Las fallas, según su naturaleza y gravedad se clasifican en:
- Sobrecarga: Se produce cuando la magnitud de la tensión ("voltaje") o corriente supera el valor preestablecido como normal (valor nominal). Comúnmente estas sobrecargas se originan por exceso de consumos en la instalación eléctrica. Las sobrecargas producen calentamiento excesivo en los conductores, lo que puede significar las destrucción de su aislación, incluso llegando a provocar incendios por inflamación.
- Cortocircuito: Se originan por la unión fortuita de dos líneas eléctricas sin aislación, entre las que existe una diferencia de potencial eléctrico (fase-neutro, fase-fase). Durante un cortocircuito el valor de la intensidad de corriente se eleva de tal manera, que los conductores eléctricos pueden llegar a fundirse en los puntos de falla, generando excesivo calor, chispas e incluso flamas, con el respectivo riesgo de incendio.
- Falla de aislación: Estas se originan por el envejecimiento de las aislaciones, los cortes de algún conductor, uniones mal aisladas, etc. Estas fallas no siempre originan cortocircuitos, sino en muchas ocasiones se traduce en que superficies metálicas de aparatos eléctricos queden energizadas (con tensiones peligrosas), con el consiguiente peligro de shock eléctrico para los usuarios de aquellos artefactos.
Existen varios tipos de protecciones diferentes, por lo que a continuación se explican los dispositivos más importantes utilizados para lograr continuidad en el servicio eléctrico y seguridad para las personas:
- Fusibles (protecciones térmicas)
- Interruptor Termomagnético o Disyuntor
- Interruptor o protector diferencial
El interruptor diferencial es un elemento destinado a la protección de las personas contra los contactos indirectos. Se instala en el tablero eléctrico después del interruptor automático del circuito que se desea proteger, generalmente circuitos de enchufes, o bien, se le puede instalar después del interruptor automático general de la instalación si es que se desea instalar solo un protector diferencial, si es así se debe cautelar que la capacidad nominal (amperes) del disyuntor general sea inferior o igual a la del protector diferencial.
El interruptor diferencial censa la corriente que circula por la fase y el neutro, que en condiciones normales debiese ser igual. Si ocurre una falla de aislación en algún artefacto eléctrico, es decir, el conductor de fase queda en contacto con alguna parte metálica (conductora), y se origina una descarga a tierra, entonces la corriente que circulará por el neutro será menor a la que circula por la fase. Ante este desequilibrio el interruptor diferencial opera, desconectando el circuito.
Estas protecciones se caracterizan por su sensibilidad (corriente de operación), es decir el nivel de corriente de fuga a partir del cual comienzan a operar, comúnmente este valor es de 30 miliamperes (0,03 A). Es muy importante recalcar que estas protecciones deben ser complementadas con un sistemas de puesta a tierra, pues de no ser así, el interruptor diferencial solo percibirá la fuga de corriente en el momento en que el usuario toque la carcaza energizada de algún artefacto, con lo que no se asegura que la persona no reciba una descarga eléctrica.
Dimensionamiento de los conductores
Los conductores eléctricos se dimensionan en base a dos criterios: Intensidad de corriente que impone la carga y caída de tensión que se produce en la línea.
Según el diámetro de cada conductor, este tiene asociada una capacidad de trasporte de corriente (en amperes), en la cual también tiene que ver su la aislación (recubrimiento) y el método de canalización a emplear (tubería, bandeja, etc). Es así como un conductor de 1,5 mm2, con aislación del tipo NYA, canalizado en tubería, puede transportar hasta 15 A, mientras que el mismo conductor, pero tendido al aire libre, puede transportar hasta 23 A. Los distintos tipos de aislación existentes para los conductores tiene relación con el uso y ambiente en el que se van a situar estos, es decir que puedan ser resistentes al agua, líquidos corrosivos, radiación UV, etc.
En todo caso, como premisa del dimensionamiento de conductores se puede establecer que:
| I carga < I disy < I cond |
donde, I carga : Corriente nominal de la carga o consumo eléctrico
I disy : Corriente nominal del interruptor automático que protegerá al circuito
I cond : Capacidad máxima de transporte de corriente del conductor seleccionado.
El segundo criterio (caída de tensión) tiene relación con el hecho de que mientras más lejos se encuentre el punto de consumo del punto de suministro, la caída de tensión en el extremo de la línea será mayor. Esto puede solucionarse empleándo conductores de mayor diámetro al seleccionado originalmente (según criterio de capacidad de transporte).
A nivel domiciliario, comúnmente se emplean conductores con aislación del tipo NYA, de 1,5 mm2 para circuitos de iluminación y de 2,5 mm2 para circuitos de enchufes.
Se exige el uso de colores estandarizados para identificar los dinstintos conductores: los conductores de fase deben ser de color azul, negro o rojo, el neutro debe ser de color blanco y el conductor de la puesta a tierra de protección debe ser de color verde o verde amarillo:
A nivel domiciliario, comúnmente se emplean conductores con aislación del tipo NYA, de 1,5 mm2 para circuitos de iluminación y de 2,5 mm2 para circuitos de enchufes.
Se exige el uso de colores estandarizados para identificar los dinstintos conductores: los conductores de fase deben ser de color azul, negro o rojo, el neutro debe ser de color blanco y el conductor de la puesta a tierra de protección debe ser de color verde o verde amarillo:
Existe una amplia variedad en las tipos de canalizaciones, por lo que se hace referencia a la norma antes mencionada. Cabe mencionar que en instalaciones domiciliarias un medio común de canalización de los conductores son tuberías de PVC o metálicas (comúnmente de acero galvanizado). También en oficinas se emplea como método de canalización para enchufes, e incluso corrientes débiles (teléfono, señal de computación o red), bandejas plásticas o molduras.
Básicamente las dimensiones de las canalizaciones se definen de acuerdo a la cantidad y sección de los conductores a emplear, lo cual está normalizado.
Tierra de servicio
La puesta a tierra de servicio corresponde a un método de protección contra elevaciones de tensión producidas por fallas en el sistema de distribución (corte del neutro en el tendido eléctrico). La "tierra de servicio" consiste básicamente en conectar a tierra el neutro de la instalación eléctrica, comúnmente en el punto de empalme, mediante un electrodo de cobre, o bien, un enmallado.
Tierra de protección
La puesta a tierra de protección es uno de los elementos más importantes de una instalación eléctrica, en lo que se refiere a protección a las personas contra contactos indirectos.
Este sistema consiste en conectar a tierra todos los elementos conductores (carcasas) de lo equipos que, bajo condiciones normales, no deberían presentar tensiones de contacto peligrosas. Es para esto que a los enchufes llegan tres alambres (fase, neutro y tierra), lo que permite que cada artefacto que sea enchufado a una toma de corriente pueda quedar conectado a la tierra de protección.
Una buena puesta a tierra de protección nos asegura que ante una falla de aislación (conductor de fase en contacto con partes metálicas expuestas de un artefacto, como por ejemplo una lavadora) se produzca la descarga a tierra operando las protecciones del caso y no quede esta falla latente, a la espera de que alguien toque esa superficie para canalizarse a través de esa persona, electrocutándola. El buen funcionamiento de la puesta a tierra depende del valor de resistencia eléctrica que se logre en su instalación.
En la práctica, como sistema de tierra de protección se emplean electrodos de cobre o barras tipo Copperweld, o bien, enmallados de conductor de cobre, enterrados a cierta profundidad. Los resultados de resistencia que se logren para la "tierra de protección" dependerán del tipo de suelo (humedad y sales que contenga), superficie que abarque la puesta a tierra, y ciertos parámetros eléctricos del sistema.
Efectos de la corriente sobre el cuerpo humano
Los efectos de la electricidad sobre el cuerpo humano dependen de:
Intensidad de la corriente que lo atraviesa
Duración del contacto (tiempo de exposición al shock eléctrico)
Resistencia eléctrica del propio cuerpo.
Intensidad de la corriente que lo atraviesa Duración del contacto (tiempo de exposición al shock eléctrico) Resistencia eléctrica del propio cuerpo.Efectos de la corriente eléctrica sobre el cuerpo, de acuerdo a la intensidad que lo atraviesa
| Intensidad de corriente en miliamperes (mA) | Efectos sobre el cuerpo |
| hasta 1 | Imperceptible para el hombre |
| 2 a 3 | Sensación de hormigueo en la zona expuesta |
| 3 a 10 | Contracción involuntaria. El sujeto generalmente consigue liberarse del contacto, de todas maneras la corriente no es mortal. |
| 10 a 50 | La corriente no es mortal si se aplica durante intervalos decrecientes a medida que aumenta su intensidad, de lo contrario los músculos de la respiración se ven afectados por calambres que pueden provocar la muerte por asfixia. |
| 50 a 500 | Corriente decididamente peligrosa en función creciente con la duración del contacto que da lugar a la fibrilación ventricular (funcionamiento irregular del corazón con contracciones muy frecuentes e ineficaces), lo que constituye un serio riesgo vital. |
| más de 500 | Decrece la posibilidad de fibrilación, pero aumenta el riesgo de muerte por parálisis de centros nerviosos y quemaduras internas. |
En general, la resistencia eléctrica del cuerpo humano varía según las condiciones físicas y psíquicas (estado de ánimo) del sujeto y del estado de su piel. Es así como una persona "estresada" o nerviosa es más "conductora de la electricidad" que una persona tranquila, así como también una persona con la piel "húmeda" es más conductora que una persona con la piel seca.
Como estimación general, se asume una resistencia para el cuerpo humano de 3.000 Ohms, para baja tensión, y de 1.000 Ohms para alta tensión, siendo lógicamente estos datos extremadamente variables por las razones descritas anteriormente.
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