Comentabamos no artigo anterior o feito de que coa introdución das tres tecnoloxías de control das sobreintensidades que nel describíamos, tempo dependente, tempo independente e de derivación, a seguridade das instalacións mellorara de xeito tal que durante moitos anos pareceu que poucas cousas mais, podíanse facer para reducir aínda mais os riscos asociados á presenza da enerxía eléctrica no fogar, polo menos a un custe razoable.

Emporiso a porcentaxe dos lumes de orixe eléctrico, aínda que se reducira de xeito moi apreciable coa posta en funcionamento das protección antes descritas, continuaba, e continua, a ser demasiado elevada para os niveis de esixencia actuais. Máis de cen mil incendios ao ano, con mortos e feridos, miles de millóns en danos materiais, e nalgúns casos, perdas de bens, históricos ou artísticos, insubstituíbles, son razóns abondo coma para investigar un pouco mais nas orixes dun lume de orixe eléctrico e a súa detección temperá. Nesta investigación chegouse á conclusión de que unha parte moi importante destes incendios poden atribuírse a defectos na instalación eléctrica causados por fallos de arco.

Pero, que son os fallos de arco? Recordemos que os defectos eléctricos poden dividirse xenericamente en fallas serie e fallas paralelo. As fallas serie son interrupcións da continuidade dun ou mais dos condutores activos do sistema e as fallas paralelo o paso ao estado de condución eléctrica dun illamento. Dito doutro xeito, os defectos no condutor orixinan as fallas serie e os defectos no illamento orixinan as fallas paralelo. Tradicionalmente se asumía que a perda de continuidade eléctrica nas fallas serie era total, e a impedancia do defecto nas fallas paralelo igual a cero. Esta simplificación, necesaria no seu momento para poder realizar os elementos de protección tecnoloxicamente posibles e economicamente rendibles nunha época concreta, nono é na actualidade. Podemos, e debemos, asumir que en moitas ocasións a perda de continuidade nos condutores nunha falla serie non é tal, senón mingua da sección útil, e que a impedancia do defecto nunha falla paralelo é distinta de cero. Para chegar ao entendemento de cómo se producen os fallos de arco analizaremos brevemente o seu orixe nos dous casos: falla serie e falla paralelo.

Falla serie sen perda total de continuidade

As terminacións e empalmes incorrectamente realizados, os contactos e conexións soltas ou frouxas, que non foron apertadas despois a posta en marcha da instalación, ou que no pelado do condutor perderon parte dos fíos que forman a filástica do cabo, os esmagamentos dos cabos por causas variadas, os cabos de instalación fixa utilizados para servizos móbeis, son algunhas das múltiples causas de diminución, as veces moi grave, da sección do condutor. Cando un cabo nestas condicións, é sometido á circulación da corrente para á que foi calculado, quéntase moi por riba da súa temperatura máxima, circunstancia esta que no vai a ser detectada polas proteccións tempo dependente, para as que non está sucedendo nada anormal. O cobre comeza un proceso de oxidación acelerado que aínda agrava a situación pudendo chegar á perda de material. Por desgraza esta perda non leva á interrupción da condución que en moitas ocasións mantense a través dun arco eléctrico que acabará dando orixe á un lume.

Falla paralelo á impedancia maior que cero

Neste caso son as agresións que poida sufrir o illamento o noso motivo de preocupación. No caso das instalacións encaixadas un cravo ou un furado feito na parede, radios de curvatura demasiado pequenos, ou os excesivos esforzos de tracción no tendido do cabo son as causas mais frecuentes de problemas nos illamentos destas canalizacións, mentres que no caso das instalacións superficiais o son os golpes. e nas instalacións móbeis o esmagamento polo paso de vehículos, cadeiras de rodas e de traballo por riba destes cabos, etc. Tamén son de citar a acción dos roedores e o gretado do illamento por envellecemento natural ou acelerado. Todas estas causas citadas e outras moitas que non nos veñen agora ás mentes, poden orixinar unha condución esporádica ou permanente entre condutores activos a través dun arco eléctrico que igualmente que no caso anterior poderá dar orixe á un incendio.

Sistemas de detección do arco eléctrico

Recordemos que os sistemas de protección convencionais (os recollidos como obrigatorios no vixente REBT) carecen da capacidade de detectar estas fallas serie sen perda total de continuidade, e paralelo a impedancia maior que cero, e os arcos eléctricos asociados a elas, namentres os valores da corrente permanezan por baixo dos valores asignados como normais. Compre, polo tanto, desenvolver novas estratexias que nos permitan a súa detección inequívoca … e económica, non esquezamos que a protección debe ter un prezo axeitado ao valor do protexido e a posibilidade de ocorrencia do problema a detectar.

A solución teórica parece clara: posto que a falla pode producirse tanto na canalización eléctrica como no aparato a ela conectado, teremos que deseñar un elemento de detección da presenza de arcos eléctricos instalado na orixe da canalización eléctrica. O primeiro problema co que atópanse os deseñadores é que os motores dalgúns aparellos eléctricos coma por exemplo dos secadores de cabelo, aspiradoras, trades, etc., producen pequenos arcos no seu funcionamento normal que compre distinguir con fiabilidade dos que teñen a súa orixe nas fallas descritas.

Por sorte na actualidade a integración entre a electrotecnia e a electrónica é xa unha realidade, e en pouco tempo as grandes firmas do sector conseguen fabricar a un prezo razoable un circuíto detector que identifica con total seguridade a estrutura característica dos arcos asociados a unha e outra das fallas descritas. Non queda mais que introducir dito circuíto nunha caixa normalizada, semellante a calquera das outras da aparamenta modular de xeito que o dispositivo que estamos a deseñar provoque por medio mecánicos ou eléctricos a apertura do interruptor magnetotérmico do circuíto principal.

Resumo final

Ao longo destes tres artigos intentamos facer un achegamento as tendencias actuais na protección dos edificios contra dos lumes de orixe eléctrica. Na primeira entrega relatábamos a mellora da seguridade que as instalacións eléctricas supuxeron nos albores do século XX, e os riscos característicos de esta forma de enerxía, con especial atención ao mito do curtocircuíto.

Na segunda entrega analizabamos a evolución dos dispositivos de protección das instalacións eléctricas e, en consecuencia, da mellora da protección dos edificios contra dos lumes de orixe eléctrica. Os dispositivos a tempo dependente para a protección contra dos problemas producidos polo exceso de potencia conectada; os dispositivos tempo independente para os problemas provocados por unha falla paralelo entre condutores activos e, en consecuencia, a xeración brusca dunha gran cantidade de calor nun punto do circuíto eléctrico; e finalmente os dispositivos de protección contra das fallas paralelo entre un condutor activo e o condutor de protección, denominados coloquialmente “diferenciais” e que inclúen a protección de persoas.

Finalmente nesta última entrega falamos brevemente dos dispositivos de detección de fallo de arco que pechan o oco de seguridade existente nas instalacións, mellorando a protección das persoas, os edificios e os seus contidos.

Imaxes: Cortesía de SIEMENS AG