Bases de diseño eléctrico

Todo diseño eléctrico, desde un cable hasta una gran red, debe estar fundamentado siempre, siguiendo bases que dependerán, en la mayoría de los casos, de normativas locales y/o internacionales, de particularidades propias de cada red eléctrica y, en ciertos casos, de preferencias de cada cliente.

Dominar las normativas locales muchas veces es una tarea difícil, dado que varían de un lugar a otro. Sin embargo, contar con el conocimiento de las normativas internacionales es siempre un valor agregado en la performance de un ingeniero eléctrico, ya que le permite respaldar su diseño con bases sólidas. Se puede decir que, en general, las normativas emitidas por IEC, ANSI, IEEE, NFPA, NEMA y NEC son una parte esencial de la base técnica de cualquier diseño eléctrico.

Pero el diseño de una red eléctrica no depende únicamente de lo establecido en las normativas o lo definido (en ciertos casos) por los clientes. Depende también de otros factores que deben ser tenidos en cuenta y que deben ser analizados caso a caso, tales como:

• Corrientes de cortocircuito.

Se definen como corrientes mucho más elevadas que las normales, que circulan por la red debido a un fallo del sistema y que pueden provocar deterioro o destrucción de los equipos y materiales, así como daños a las personas.

Conocer los niveles de corriente de cortocircuito que pueden existir en la red, permite dimensionar adecuadamente los equipos y materiales y, establecer el “nivel de energía” disponible en la red para el funcionamiento apropiado de las cargas.

• Tensiones

Una correcta selección de los niveles de tensión a utilizar en una planta puede conducir a un ahorro considerable de pérdida energética y de costos de materiales.

Adicionalmente, una adecuada evaluación de los niveles de caídas de tensión producidas en la red, aseguran un funcionamiento apropiado, no solo de las cargas finales, sino también del sistema eléctrico completo.

• Temperatura

Cuando la temperatura del medio circundante al equipo o material eléctrico es elevada, se verá comprometida la facilidad para disipar el calor generado al ambiente, y la temperatura de estos se elevará por encima del valor para el cual están diseñados.

Un continuo exceso de temperatura en el equipo o material degradará progresivamente los aislantes de éstos y conducirá a sobrecorrientes que producirán sobrecalentamientos en la máquina hasta llegar a la falla completa o cortocircuitos.

• Configuraciones de red

La selección de una correcta configuración de red eléctrica (mallada, radial, simple, doble, redundante) y sistema de fases (trifásico o monofásico), mejora la funcionalidad de la planta, reduce pérdidas y mejora la confiabilidad de la red; lo que  permite  obtener beneficios económicos directos y de producción, aunque  en algunos casos implique duplicar ciertas partes de la red eléctrica de la planta.

• Régimen de neutro

En función del comportamiento deseado de la red eléctrica ante fallas a tierra (cortocircuitos fase-tierra), se debe seleccionar el tipo adecuado de régimen de neutro, el cual establece los niveles de corriente de cortocircuito que habrá en la red y está directamente ligado a la protección de los equipos, materiales y personas.

A la hora de ejecutar el diseño o modificación de una red eléctrica, es imprescindible tener estos conceptos (entre otros) bien consolidados. Es por eso que hemos desarrollado el curso de “Ingeniería Eléctrica en Plantas Industriales”, mediante el cual se brindan las herramientas que permitirán comprender y adquirir estos y muchos otros conocimientos teóricos y prácticos del mundo eléctrico, asistiendo a los ingenieros alrededor del mundo en el desarrollo de proyectos sólidos y exitosos.