El voltaje estándar para los enchufes eléctricos cambia en todo el mundo. Aunque la mayoría de los países de América tienen un voltaje de 110-127 V, otros continentes utilizan principalmente 220-240 V. Sin embargo, esto sólo se aplica a los sectores residencial y comercial ligero. En grandes edificios comerciales e industriales, las instalaciones eléctricas utilizan voltajes aún más altos, como 277/480 V y 347/600 V.
La potencia instantánea suministrada por un circuito eléctrico es el producto del voltaje y la corriente. Suponiendo que la carga se mantiene constante, un voltaje de suministro más alto permite una corriente más baja. Al diseñar una instalación eléctrica, la selección de la tensión nominal implica un equilibrio entre corriente y tensión: cuando una aumenta, la otra disminuye.
Asegúrese de que el diseño de su instalación eléctrica sea seguro y eficiente.
Beneficios de la reducción de corriente en los circuitos eléctricos.
Las máquinas de procesamiento industrial consumen mucha más energía que los electrodomésticos y los equipos de oficina. Si en este caso se utiliza un voltaje bajo, como 120 V, se necesitará una corriente muy alta para proporcionar suficiente energía.
- Por ejemplo, un electrodoméstico de 900 vatios consume sólo 7,5 amperios de corriente a 120 V, pero una máquina industrial de 150 kW consumiría 1250 amperios a 120 V.
- Una corriente tan alta requiere conductores muy grandes, lo que desperdicia cobre y encarece mucho la instalación.
- Por otro lado, una fuente de alimentación de 600V reduce la corriente a 250A, mucho más manejables.
- Si el equipo de 150 kW utiliza voltaje trifásico, la corriente nominal se reduce aún más a 144 A, lo que requiere un conductor adicional.
Considere también que los disyuntores y otras protecciones se dimensionan en función de la corriente. Por ejemplo, un disyuntor de 1250 A es considerablemente más caro que un disyuntor de 250 A. Los dispositivos de protección de mayor tamaño también son más voluminosos y pesados, lo que complica su instalación.
Las reducciones de corriente no sólo ahorran en cableado y componentes eléctricos; considere que las pérdidas en un conductor son proporcionales a la corriente al cuadrado. En otras palabras, duplicar la corriente aumenta las pérdidas de calor en cuatro, mientras que 1/2 de la corriente reduce las pérdidas a 1/4. En una gran instalación industrial con miles de metros de circuitos eléctricos, los ahorros derivados de la reducción de corriente pueden ser significativos.
Por supuesto, existe un límite inferior en cuanto a cuánto se puede reducir la corriente, ya que implica un aumento de voltaje. Un voltaje más alto requiere más aislamiento y medidas de protección adicionales para el personal. Un conductor que lleva 100 A a 120 V es mucho menos amenazador que un conductor que lleva 12 A a 1000 V, aunque ambos produzcan 12 kilovatios.
Manejo seguro de alto voltaje
Una instalación de alta tensión requiere de dos elementos fundamentales para ser segura: un aislamiento adecuado según el nivel de tensión y medidas de aislamiento físico para evitar contactos accidentales. Por supuesto, la instalación también debe cumplir con el Código Eléctrico Nacional y cualquier código de construcción local aplicable.
Para garantizar una seguridad continua, el aislamiento debe probarse a intervalos regulares; El aislamiento dañado aumenta el riesgo de fallo de arco, lo que amenaza al personal y al equipo. Además, el aislamiento se deteriora más rápidamente cuando se expone a temperaturas extremas y agentes químicos. La prueba se realiza con un dispositivo llamado megaóhmetro, que aplica un voltaje de prueba al aislamiento para medir su desempeño. La diferencia con un multímetro convencional es que el megaóhmetro aplica una tensión de prueba mucho más alta, adecuada para niveles de aislamiento elevados.
Las líneas de transmisión y distribución utilizan voltajes mucho más altos que los hogares y empresas, precisamente porque necesitan transportar grandes cantidades de energía. Una línea de transmisión de bajo voltaje sería prohibitivamente costosa y muy poco práctica, ya que requeriría muchos kilómetros de grandes conductores.
- El voltaje se aumenta en las centrales eléctricas hasta un nivel adecuado para la transmisión y luego se reduce en las subestaciones para la distribución.
- Los transformadores de poste realizan el descenso final para uso residencial y comercial.
- Los usuarios industriales suelen reducir la tensión de transmisión con sus propias subestaciones debido a su alta demanda de electricidad.
Para lograr una instalación segura y eficiente, la mejor recomendación es contratar servicios profesionales de ingeniería eléctrica desde el inicio del proyecto. Pueden especificar el voltaje más adecuado para cada aparato y equipo, con las correspondientes protecciones eléctricas.
Recomendaciones finales
La electricidad es el método de suministro de energía más rápido y eficiente conocido por la civilización moderna, pero su capacidad también la hace peligrosa si no se maneja. Al diseñar instalaciones eléctricas, el aumento de voltaje reduce la corriente, lo que permite conductores y dispositivos de protección más pequeños. Sin embargo, el diseño también debe tener en cuenta los riesgos de tensiones más altas con medidas de aislamiento y protección adecuadas, combinadas con pruebas periódicas.
Se recomiendan encarecidamente medidas de eficiencia energética, ya que reducen la energía total consumida por una instalación eléctrica. Para un voltaje determinado, esto permite conductores y dispositivos de protección más pequeños. Por ejemplo, una bombilla HID de alto brillo consume más de 450 vatios, mientras que un producto LED equivalente suele consumir menos de 150 W; en este caso, una determinada capacidad de circuito puede servir para tres veces más bombillas si son LED.
