Exigencias de protección

Las instalaciones eléctricas son el medio por el cual se aprovecha la energía eléctrica. A fin de que la operación de éstas no signifique un riesgo para usuarios e instaladores, es exigible que se construyan de acuerdo con las especificaciones y los lineamientos normativos vigentes, que aportarán una serie de consideraciones para evitar eventos que atenten contra la seguridad.

Por Ramón Ruíz / Bruno Martínez, fotografías

Respetar tanto las especificaciones como los lineamientos de carácter técnico que garanticen el correcto funcionamiento de una instalación eléctrica es de vital importancia para aquellas personas relacionadas con la industria de la construcción.

El usuario de una instalación eléctrica, por su parte, tiene que sentirse seguro de que su instalación cumple con los requisitos indispensables a nivel normativo y que, al operarla, no correrá ningún riesgo de accidente.

La norma vigente encargada de la seguridad de las instalaciones eléctricas es la NOM-001-SEDE-2012-Instalaciones Eléctricas (utilización), publicada en el Diario Oficial de la Federación el 29 de noviembre de 2012. Dicha NOM, en su Título 4, establece los requisitos necesarios para garantizar la seguridad de las personas, los animales y los bienes contra los riesgos que puedan resultar de la utilización de instalaciones eléctricas, como corrientes de choque y temperaturas excesivas capaces de provocar quemaduras, incendios u otros efectos peligrosos.

Protección contra choque eléctrico o contacto directo. Para las personas y los animales, habrá que ofrecer protección contra los peligros que pudieran resultar por su contacto con las partes vivas de la instalación, lo cual es posible a través de uno de los siguientes métodos:

• Prevenir que una corriente pase a través del cuerpo de una persona o de un animal
• Limitar la corriente que pueda pasar a través del cuerpo a un valor inferior al de la corriente de choque

Protección contra falla o contra contacto indirecto. Corresponde, generalmente, a la protección respecto de la falla de aislamiento principal. La protección para las personas y los animales se debe proporcionar contra los peligros del contacto indirecto con las partes conductoras expuestas en caso de falla. Ésta se consigue por medio de:

• Disposiciones para el paso de corriente que resulte de una falla y que pueda pasar a través del cuerpo de una persona
• Limitar la magnitud de la corriente que resulte de una falla, a un valor no peligroso, la cual puede pasar a través del cuerpo sin causar daños
• Limitar la duración de la corriente que resulte de una falla, que puede pasar a través del cuerpo, a un periodo no peligroso

La aplicación del método de conexión de puesta a tierra constituye un principio fundamental de seguridad que debe exigirse en toda instalación eléctrica para considerarla segura.

Protección contra los efectos térmicos. Habrá que disponer de la instalación eléctrica de tal manera que se reduzca el riesgo de daño o ignición de materiales inflamables, los cuales se originan por altas temperaturas o arcos eléctricos. Además, durante el funcionamiento normal del equipo eléctrico no debe haber riesgo de que las personas o los animales sufran quemaduras.

Protección contra sobrecorriente. Las personas y los animales deben protegerse contra daños, y las propiedades contra temperaturas excesivas o esfuerzos electromecánicos que se originan por cualquier sobrecorriente producida en los conductores. La protección puede obtenerse al limitar la sobrecorriente a un valor o una duración segura.

Protección contra las corrientes de falla. Los conductores que no sean activos y las otras partes que se diseñan para conducir una corriente de falla deben conducir dichas corrientes sin alcanzar una temperatura excesiva. El equipo eléctrico, incluyendo los conductores, se tiene que proveer con protección mecánica contra esfuerzos electromecánicos causados por las corrientes de falla y para prevenir lesiones o daños a las personas, a los animales o a sus propiedades. Los conductores vivos deben protegerse contra las sobrecorrientes.

Protección contra disturbios de tensión e influencias electromagnéticas. Las personas y los animales deben protegerse contra daños, y las propiedades contra cualquier efecto dañino como consecuencia de una falla entre las partes vivas de circuitos alimentados a distintas tensiones, a raíz de las sobretensiones causadas por fenómenos atmosféricos o por maniobras, y contra daños consecuencia de una baja tensión y de cualquier recuperación subsecuente.

La instalación debe contar con cierto nivel de inmunidad contra disturbios electromagnéticos que funcione correctamente en el ambiente específico. De manera anticipada, el diseño de la instalación considerará las emisiones electromagnéticas generadas por la instalación o por el equipo que se conecta, que debe ser acorde para el equipo que se utiliza o conecta a la instalación.

Protección contra interrupciones en la fuente de suministro. En caso de que exista la posibilidad de que se presente peligro o daño por una interrupción en la fuente de suministro, hay que considerar las previsiones adecuadas por realizar en la instalación o en el equipo.

Para cada instalación se generará un diseño de las instalaciones eléctricas que permita proporcionar protección a las personas, los animales y bienes, y garantizar el funcionamiento satisfactorio de la instalación eléctrica acorde con la utilización prevista.

Los requisitos que debe cumplir el diseño de la instalación eléctrica se establecen en la Norma Oficial Mexicana (NOM), así como en el Procedimiento para la Evaluación de la Conformidad (PEC).

Para futuras ampliaciones o expansiones de las instalaciones, se recomienda tomar previsiones con el fin de garantizar la seguridad en las instalaciones eléctricas, que es necesario diseñar según las características de la fuente de suministro que deben incluirse en la documentación para demostrar el cumplimiento con la NOM mencionada. Cabe destacar que es posible afectar la seguridad de la instalación si las características del sistema cambian; por ejemplo, la naturaleza de la corriente, ya sea alterna o continua. Asimismo, existen los siguientes casos:

• Por función de conductores

Para corriente alterna: conductores de fase, conductor neutro, conductor de puesta a tierra (conductor de protección)

Para corriente continua: conductor de línea, conductor de punto medio, conductor de puesta a tierra (conductor de protección)

Por los valores

• De la tensión y de la tolerancia
• Frecuencia y tolerancia
• Frecuencia de interrupciones
• Fluctuaciones y caídas de tensión
• Corriente máxima admisible
• Impedancia de falla a tierra
• Corrientes probables de cortocircuito

Por las medidas de protección inherentes en la alimentación: conductor neutro puesto a tierra o conductor de puesta a tierra del punto medio o en el vértice de una fase (en un sistema delta abierto o cerrado), por mencionar un caso

Por los requisitos particulares de la alimentación de energía eléctrica, como la demanda, la capacidad instalada, el factor de demanda y la tensión de alimentación

Por la naturaleza de la demanda, donde el número y tipo de los circuitos alimentadores y derivados necesarios para iluminación, calefacción, fuerza motriz, control, señalización, telecomunicaciones, etcétera, deben ser determinados por:

• Puntos de consumo de la demanda de energía eléctrica
• Cargas esperadas en los diferentes circuitos instalados
• Variación diaria y anual de la demanda
• Condiciones especiales, como distorsiones armónicas
• Requisitos para las instalaciones de control, señalización y telecomunicaciones
• Previsiones para futuras ampliaciones, en caso de ser necesario

Es importante señalar que se considerarán las condiciones ambientales a las que se someterá la instalación eléctrica. También el área de la sección transversal de los conductores debe determinarse, tanto para operación normal como para condiciones de falla, en función:

• De su temperatura máxima admisible
• De la caída de tensión admisible
• De los esfuerzos electromecánicos que puedan ocurrir en caso de falla a tierra
• De otros esfuerzos mecánicos a los que puedan estar sometidos los conductores
• Del valor máximo de la impedancia que permita asegurar el funcionamiento de la protección contra el cortocircuito
• Del método de instalación

Lo anterior concierne, en primer lugar, a la seguridad de las instalaciones eléctricas, por lo que es deseable contar con áreas de sección transversal de los conductores mayores a las requeridas, tanto para la seguridad como para una operación económica.

Otra parte importante es el tipo de canalización y los métodos de instalación de canalizaciones. La selección del tipo de alambrado y los métodos de instalación dependen de diversos aspectos:

• Naturaleza del lugar
• Naturaleza de las paredes u otras partes de los edificios que soportan el alambrado
• Accesibilidad de las canalizaciones a las personas y animales domésticos
• Tensión eléctrica
• Esfuerzos electromecánicos que puedan ocurrir en caso de falla a tierra y corrientes de cortocircuito
• Otros esfuerzos a los cuales puedan ser expuestos los conductores durante la construcción de las instalaciones eléctricas o cuando se encuentran en servicio

Es fundamental considerar las características de los dispositivos de protección, que se deben determinar según su función, la cual puede ser la protección contra los efectos de sobrecorriente (sobrecargas, cortocircuito), corrientes de falla a tierra, sobretensiones, bajas tensiones o ausencia de tensión.

De manera general, los equipos de protección deben operar con ciertos elementos:

Control de emergencia. En caso de peligro, si se presenta la necesidad de interrumpir inmediatamente el suministro de energía, debe instalarse un dispositivo de interrupción para que sea fácilmente reconocible y rápidamente operable

Dispositivos de seccionamiento. Deben proveerse dispositivos de desconexión para desconectar de la instalación eléctrica los circuitos o los aparatos individuales, con el objetivo de permitir el mantenimiento, la comprobación, la localización de fallas y las reparaciones

Prevención de las influencias perjudiciales mutuas. La instalación eléctrica debe estar dispuesta de tal manera que no haya influencia perjudicial mutua entre la instalación eléctrica y las instalaciones no eléctricas del edificio

Accesibilidad de los equipos eléctricos. Los equipos eléctricos deben estar dispuestos para permitir, tanto como sea necesario, el espacio suficiente para realizar la instalación inicial y el eventual reemplazo del equipo eléctrico, así como accesibilidad para la operación, las pruebas, la inspección, el mantenimiento y la reparación

Si se atiende a cada una de las indicaciones mencionadas, será factible desarrollar instalaciones eléctricas seguras y con altos estándares de calidad.
—————————————————————————————————————————————————

Ramón Ruíz Hernández
Ingeniero Electricista por la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del IPN. Ha colaborado en diferentes empresas del ramo de instalaciones eléctricas y mantenimiento industrial. En 1994 logró la aprobación como UVIE de la NOM-001-ENER-1994 Instalaciones Eléctricas (utilización), de acuerdo con la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y la Ley de la Industria Eléctrica, por la Secretaría de Comercio y Fomento Industrial y la Secretaría de Energía, Minas e Industria Paraestatal. Más tarde obtuvo la aprobación para la NOM-001-SEDE-1999. Acreditado y aprobado como Unidad de Verificación de Eficiencia Energética en la NOM-007-ENER-1995-Eficiencia Energética en Sistemas de Alumbrado en Edificios no Residenciales y NOM-013-ENER-1996-Eficiencia Energética para Vialidades y Exteriores de Edificios. Desde 2009, acreditado y aprobado como UVIE persona moral de la NOM-001-SEDE-2005, NOM-007-ENER-2004 y NOM-013-ENER-2004; en 2013 obtuvo la acreditación en la NOM-001-SEDE-2012 y en 2014 en la NOM-007-ENER-2014 y NOM-013-ENER-2013.