Electricidad: Conceptos Fundamentales y Tipos de Corriente
Antiguamente, la electricidad era conceptualizada como un fluido debido a la falta de conocimiento sobre su naturaleza. Hoy en día, se define como una corriente de electrones que se desplazan de un átomo a otro dentro de un conductor eléctrico. La cantidad de electrones que fluye por segundo se denomina intensidad eléctrica.
Intensidad Eléctrica
La intensidad eléctrica se mide en amperes (A). Representa la cantidad de carga eléctrica que fluye a través de un conductor por unidad de tiempo.
Tipos de Corriente Eléctrica en Chile
En Chile, se trabaja comúnmente con tres tipos de tensiones eléctricas:
- 220 Voltios (V): Es la tensión más común y estable para uso doméstico y comercial general.
- 380 Voltios (V) / Trifásica: Utilizada principalmente en aplicaciones industriales, motores de gran potencia y sistemas que requieren mayor fuerza, como trolebuses.
- 12 Voltios (V): Corriente de baja tensión, comúnmente empleada en sistemas de seguridad, timbres, antenas y dispositivos electrónicos de bajo consumo.
Control de Amperaje y Protección
El control de amperaje se refiere a la regulación del flujo de corriente eléctrica en un circuito. En instalaciones residenciales, se utilizan dispositivos para limitar la corriente a valores específicos (ej. 10A, 15A, 20A, 25A), lo que depende de la cantidad y tipo de artefactos eléctricos conectados para evitar sobrecargas.
Disyuntor (Interruptor Automático)
El disyuntor, también conocido como interruptor automático, es un dispositivo de seguridad que permite el paso de la energía eléctrica hasta un límite de amperaje preestablecido. En caso de una sobrecarga o un cortocircuito, detecta un aumento excesivo de corriente (a veces con una chispa visible) y corta automáticamente el suministro eléctrico para proteger la instalación y los aparatos.
Tipos de Conductores Eléctricos (Alambres)
- Fase (Cable Rojo): Es el conductor que transporta la corriente eléctrica activa. Al tocarlo con un probador de tensión, este se enciende, indicando la presencia de corriente.
- Neutro (Cable Blanco): Permite el retorno de la corriente, completando el circuito. Los artefactos eléctricos no funcionan sin este conductor. Un probador de tensión no debe encenderse al tocarlo.
- Tierra de Protección (Cable Verde): Conductor de seguridad que desvía las corrientes de fuga o fallas a tierra, protegiendo a las personas de descargas eléctricas y a los equipos de daños.
Conexión de Alambrado
A continuación, se muestra un ejemplo de conexión de alambrado: [Foto de conexión de alambrado]
Ejemplo: Conexión de una Lavadora
En la conexión de una lavadora, la fase y el neutro se conectan directamente al motor. El interruptor de encendido/apagado se instala sobre el cable de fase. El cable de tierra de protección se conecta al chasis metálico del aparato. Esto asegura que, en caso de una falla eléctrica (como un cortocircuito en el chasis), la corriente de fuga sea desviada de forma segura a la toma de tierra, que está conectada a una varilla enterrada en el suelo, protegiendo al usuario de posibles descargas.
Tecnologías de Iluminación: Tipos y Características
Iluminación Incandescente
La iluminación incandescente es el método más antiguo para producir luz. Consiste en calentar un filamento metálico (cuerpo sólido) hasta que emita luz. Su principal desventaja es su corta vida útil y su baja eficiencia energética, ya que solo aproximadamente el 7% de la energía consumida se convierte en luz, el resto se disipa como calor.
Lámparas de Descarga (Fluorescentes)
Una lámpara de descarga, comúnmente conocida como fluorescente, es una luminaria que utiliza vapor de mercurio a baja presión para producir luz. Son ampliamente utilizadas tanto en iluminación doméstica como industrial. Su principal ventaja, en comparación con las lámparas incandescentes, es su superior eficiencia energética.
Tecnología LED (Diodo Emisor de Luz)
El LED (Light Emitting Diode o Diodo Emisor de Luz) es una tecnología de iluminación moderna. La luz blanca se produce mediante la combinación de diferentes colores (comúnmente azul con un recubrimiento de fósforo, aunque también se pueden combinar rojo, verde y azul). Sus características principales incluyen:
- Trabajan a baja tensión.
- Formato compacto.
- Alto rendimiento luminoso.
- Bajo consumo energético.
- Considerada una inversión a largo plazo debido a su durabilidad y eficiencia.
Instalaciones de Gas: Usos y Tipos en Chile
Las instalaciones de gas están destinadas principalmente a tres usos: calentamiento de agua, cocción de alimentos y calefacción. Además, son ampliamente utilizadas en diversas industrias como una alternativa más económica al petróleo.
Tipos de Gas Utilizados en Chile
Gas Licuado de Petróleo (GLP)
El Gas Licuado de Petróleo (GLP) es una mezcla de propano y butano.
Características del GLP:
- Sus componentes se obtienen de la destilación del petróleo.
- Es licuable: Se comercializa en estado líquido, pero se utiliza en estado gaseoso. Un litro de GLP líquido puede expandirse a más de 250 litros en estado gaseoso.
- Es más pesado que el aire.
- Posee un poder calorífico superior al de otros gases.
- No es venenoso, pero puede causar asfixia si desplaza el oxígeno en un espacio cerrado.
Gas Natural
El Gas Natural está compuesto principalmente por metano, el mismo gas que se genera en la descomposición de basuras y aguas servidas.
- No es venenoso.
- Es más liviano que el aire, por lo que en caso de fuga, tiende a ascender.
- Es inodoro e incoloro por naturaleza, lo que hace que los escapes no sean detectables sin un aditivo. Por esta razón, se le añade un odorizante (generalmente mercaptano) para facilitar la detección de fugas.
- No se puede licuar fácilmente a temperaturas y presiones ambiente.
Gas de Carbón (Gas de Ciudad)
El Gas de Carbón, también conocido como gas de ciudad, es una fuente de energía antigua que se obtenía de la destilación del carbón. En Chile, históricamente se utilizó en ciudades como Talcahuano y Concepción.
- Es más liviano que el aire.
- Posee un olor característico.
- Es venenoso, ya que contiene monóxido de carbono, que afecta la sangre y los músculos.
- No se puede licuar.
Biogás
El Biogás es similar al gas natural en su composición (principalmente metano). Se produce a partir de la descomposición anaeróbica de materia orgánica, como basura, desechos agrícolas o ganaderos.
- No es venenoso.
- Posee un olor característico derivado de la materia orgánica de la que se genera.
- Es más liviano que el aire.
- No se puede licuar fácilmente.
Clasificación de Artefactos a Gas
- Tipo A: Incluye estufas a gas y cocinas. Son artefactos que toman el aire para la combustión del mismo recinto donde están instalados y descargan los productos de la combustión (gases) también dentro del recinto. Requieren ventilación adecuada.
- Tipo B: Son artefactos que disponen de un sistema para la evacuación de los gases de combustión al exterior, como calentadores de agua con tiro natural (ventilación vertical) o tiro forzado (ventilación horizontal).
- Tipo C: Ejemplos incluyen calefones de tiro balanceado. Son artefactos de cámara de combustión estanca (cápsula cerrada) que toman el aire para la combustión directamente del exterior y expulsan los gases tóxicos también al exterior, sin interactuar con el aire del recinto.
Composición y Propiedades de Inflamabilidad de los Gases
Composición:
- Gas Licuado (GLP): Principalmente propano y butano. Las mezclas comerciales varían en la proporción de cada gas (ej., propano comercial con mayor porcentaje de propano, butano comercial con mayor porcentaje de butano).
- Gas Natural: Compuesto principalmente por metano (CH4).
- Gas de Carbón: Contiene una mezcla de gases como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2).
Inflamabilidad:
Para que un gas se inflame, es indispensable que exista una mezcla adecuada de gas y oxígeno en el ambiente. Es importante destacar que el gas no arde dentro de las cañerías o los cilindros, ya que en esos espacios no hay suficiente oxígeno para la combustión.
Sistemas de Transporte Vertical: Ascensores
Los ascensores son sistemas de transporte vertical diseñados para desplazar personas y cargas entre diferentes niveles de un edificio. Se consideran el segundo medio de transporte más utilizado a nivel mundial, después del automóvil, facilitando el ascenso y descenso dentro de las estructuras.
Ascensor Eléctrico Mecánico
El ascensor eléctrico mecánico es el tipo más común, compuesto por una cabina, un contrapeso y un sistema de tracción (motor y cables) que permite su movimiento vertical.
Ascensor Hidráulico
El ascensor hidráulico funciona mediante un motor eléctrico que acciona una bomba, la cual impulsa un fluido a presión para mover la cabina. Aunque tiende a consumir más energía y ser más lento que los ascensores eléctricos mecánicos, ofrece un alto nivel de seguridad y es ideal para edificios de menor altura. Un ejemplo notable de su uso se encuentra en el Cerro Santa Lucía.
