Interruptores magnetotérmicos y diferenciales

Por diversos motivos estoy acostumbrado a tratar con diversos dispositivos eléctricos y electrónicos; y precisamente por eso uno puede perder un poco la noción de las cosas y creer que todo el mundo tiene ciertos conocimientos sobre estos temas.

Sin embargo, el otro día me di cuenta mientras hablaba con mis padres de que hay mucha gente a la que le suena eso del magnetotérmico y el diferencial, pero sólo sabe que son unas teclas que están en el cuadro eléctrico de la entrada de la vivienda y poco más.

Tras aquella charla en la que con un par de esquemas y unas breves explicaciones parece que les quedó claro para qué sirve cada cosa, se me ocurrió escribir esta entrada de modo que entendáis lo que es un interruptor magnetotérmico y un interruptor diferencial sin meterme en detalles técnicos; pues aunque se instalan juntos su función es completamente diferente y creo que son unos conceptos que pueden ser de utilidad a cualquier persona.

Un par de apuntes sobre electricidad

La electricidad es la energía que hace funcionar a la práctica totalidad de los aparatos que tenemos en casa y viene definida por dos magnitudes principales: la tensión y la intensidad. Obviamente hay muchas más, pero para lo que a nosotros nos interesa nos basta con estas que os comento.

rayos (2)

La tensión es la diferencia de potencial que existe entre dos polos o entre el hilo neutro y uno de los polos (dependiendo del tipo de instalación) y se mide en Voltios. Si medimos la tensión existente entre las bornas de cualquiera de los enchufes de nuestra casa obtendremos 220 V, que es la tensión a la que funcionan todos los aparatos domésticos en España.

Por su parte, la intensidad es la medida de la cantidad de corriente eléctrica que está pasando por un cable y viene dada en amperios (A). La corriente eléctrica no es más que un flujo de electrones que se desplazan por un conductor, y la medida de la intensidad cuantifica ese movimiento.

Si lo queréis ver con un símil podemos imaginar la corriente eléctrica como el torrente de un río: la tensión podría ser el equivalente al ancho del mismo, mientras que la corriente sería la cantidad de agua que pasa por su cauce. La combinación de ambas nos daría un determinado caudal, que en electricidad sería la potencia eléctrica (que es el producto de la tensión por la corriente).

Para obtener una misma potencia eléctrica podemos tener un río estrecho pero por el que circule mucha agua o bien uno más ancho pero por el que circule menos agua. En electricidad ocurre lo mismo: para obtener una determinada potencia eléctrica podemos tener una tensión alta y una corriente baja o bien una tensión de pocos voltios pero una corriente eléctrica muy alta.

El pausado discurrir del Henares

En todo caso, aunque la similitud de conceptos entre caudal de agua y corriente eléctrica es acertado, no es tan fiel a la realidad como me gustaría porque la electricidad necesita un circuito cerrado para circular. Es decir, que la corriente sale del enchufe por uno de sus polos, llega hasta la carga (el aparato eléctrico de turno) y regresa por el otro cable para salir por el polo contrario a diferencia del agua del río, que parte de un punto A y llega hasta un punto B sin posibilidad de retorno.

Pero centrándonos en el tema principal del artículo, os indicaré que puesto que en la inmensa mayoría de las instalaciones la tensión permanece constante y con lo que se “juega” es con la intensidad eléctrica, los dos sistemas de protección que vamos a ver en este artículo van a estar basados en esta magnitud eléctrica:

Interruptor magnetotérmico

El interruptor magnetotérmico es un dispositivo diseñado para proteger la instalación eléctrica (y los aparatos conectados a ella) tanto de sobrecargas como de cortocircuitos conectándose en el cuadro eléctrico de entrada a la vivienda. En realidad suele haber varios de ellos, ya que por lo general la distribución eléctrica de la vivienda se realiza en varias líneas, necesitando un interruptor de este tipo para cada una de ellas.

Los magnetotérmicos, como su propio nombre indica, poseen dos sistemas de protección ante el paso de corriente: uno de tipo magnético y otro de tipo térmico.

Protección magnética

El magnético se basa en una bobina que, colocada en serie con la corriente, no se activa a no ser que circule por ella una intensidad varias veces superior a la nominal (habitualmente entre 5 y 10 veces para instalaciones domésticas). Este margen se da para que el magnetotérmico no se dispare durante los arranques de ciertos aparatos con motores potentes (aspiradoras, lavavajillas…) porque suelen meter unos picos de corriente bastante elevados en el preciso momento de su puesta en marcha.

La protección magnética sirve para proteger la instalación ante cortocircuitos (contacto directo entre dos conductores de la instalación), ya que cuando tiene lugar uno de ellos la intensidad aumenta de forma brutal (en teoría se hace infinita) y la bobina a la que me refería antes entra en acción instantáneamente abriendo el circuito y cortando, por tanto, el paso de la corriente eléctrica.

Osciloscopio nocturno

Protección térmica

Por su parte, la protección térmica está encaminada sobre todo a proteger el cableado de la instalación, ya que se trata de una lámina bimetálica que se curvará en mayor o menor medida en función de la cantidad de corriente que circule por ella. Esto es debido a que cuando por un conductor circula una corriente éste se calentará en función de la intensidad, de modo que si esta se mantiene durante unos instantes por encima de la nominal que soporta el interruptor, la lámina bimetálica se curvará más de la cuenta y abrirá el circuito eléctrico evitando que una corriente demasiado elevada pueda quemar los cables de la instalación eléctrica.

El sistema de protección térmica va a dispararse en aquellos casos en los que estamos sobrepasando el consumo máximo de la instalación eléctrica y para el cual han sido dimensionados los cables. Un caso típico de esto es cuando empezamos a poner en marcha varios electrodomésticos de cierto consumo (secador de pelo, aire acondicionado, vitrocerámica, microondas…) y en un momento determinado comprobamos que “se ha ido la luz”.

Cuando se dispara cualquiera de las dos protecciones que hay en un magnetotérmico debemos de corregir la situación que ha propiciado su activación y a continuación subir la palanca que posee para así rearmar el circuito. En caso de que la situación que ha provocado su disparo no se haya subsanado como medida de seguridad no será posible rearmar el automático por mucho que lo intentemos.

Dibujando en el aire

Por cierto, si os acercáis al cuadro eléctrico de casa veréis que los interruptores magnetotérmicos son de un tamaño bastante pequeño (poco más que una caja de cerillas, como el que podéis ver al principio de esta sección) y suelen estar calibrados, por lo general, para corrientes de entre 6 y 25 A dependiendo del diseño de la red eléctrica.

Sin embargo, a modo de curiosidad, os puedo decir que el otro día tuve en la mano un magnetotérmico industrial de 250 A perteneciente y su tamaño es similar al de un tetra-brick de litro (y del peso ni hablamos, claro). Si tenemos en cuenta que ese interruptor que os digo es pequeño en comparación con los que os podéis encontrar en los sistemas de iluminación de aeropuertos y cosas así, os daréis cuenta de que lo que tenemos en casa es prácticamente de juguete.

Interruptor diferencial

El diferencial tiene como misión evitar que una persona que toque un conductor de la instalación se pueda quedar electrocutada por conducir la electricidad a través de su cuerpo; y de ahí que sea un componente vital en cualquier instalación eléctrica para garantizar la seguridad de las personas que la utilicen.

Como os decía anteriormente, para que la corriente eléctrica pueda circular es necesario cerrar el circuito por el que transita, y si por lo que sea tocamos un cable eléctrico sin estar aislados del suelo, nuestro propio cuerpo va a hacer de “cable” llevando la electricidad a tierra con el riesgo de electrocución que esto conlleva.

Los diferenciales se basan en un principio muy simple y es que la intensidad que entra por uno de los cables de un circuito eléctrico es igual a la que sale por el otro tal y como muestra el siguiente esquema:

Dentro del diferencial hay una toroidal que se encarga de monitorizar constantemente tanto la corriente de entrada como la de salida. Por tanto, en caso de que esas corrientes no tengan el mismo valor es que se está derivando directamente a tierra por algún sitio (posiblemente a través de una persona que ha tocado una parte de la carga mal aislada) y como medida de seguridad el interruptor se abre cortando la corriente. Esta sería la situación representada por la siguiente figura:

Para instalaciones domésticas se suelen emplear diferenciales de 30 mA y 25 mseg con objeto de garantizar la seguridad de las personas, ya que cualquier derivación a tierra provocará el disparo casi instantáneo del interruptor. En caso de instalaciones industriales se suelen emplear valores más elevados (sensibilidades de 300 mA o incluso algo más para los diferenciales más generales) porque al haber tantos elementos puede darse el caso de que algunos de ellas tengan pequeñas derivaciones a tierra sin que ello suponga un riesgo para la seguridad y evitando así que el diferencial esté saltando cada poco tiempo con los problemas que esto acarrearía.

Lo más importante de un diferencial es pulsar de vez en cuando (hay fabricantes que recomiendan hacerlo mensualmente, mientras que otros indican una frecuencia anual) el botón Test que todos poseen en su frontal. Al presionarlo el interruptor diferencial debería de dispararse instantáneamente demostrando que el dispositivo funciona a la perfección y dándonos la seguridad de que en caso de sufrir una descarga eléctrica estaremos debidamente protegidos frente a sus nefastas consecuencias. Cuando el diferencial se dispara hay que rearmarlo manualmente igual que hacíamos con los magnetotérmicos; pero un disparo no provocado del diferencial representa un problema grave, por lo que se recomienda revisar la instalación eléctrica para evitar riesgos.

La seguridad es lo primero

Como os comentaba al principio de este artículo, mucha gente sabe de la existencia de estos dispositivos de protección pero no tiene demasiado claro para qué sirven. Precisamente por ese desconocimiento es por lo que hay incluso algunas personas que ante repetidos disparos llega al extremo de puentearlos para que así no vuelva a “irse la luz”.

Después de haber leído estos párrafos sobre el funcionamiento y la razón de ser de estas protecciones que todos tenemos en casa os imaginaréis que hacer algo así es una auténtica locura; pero aun así os aseguro que hay bastante gente que cada vez que cambia una bombilla se juega la vida porque en caso de tener el diferencial “trucado” lo que sería un simple chispazo se convertiría en una descarga continuada que puede llevar a esa persona incluso a la muerte.

A la electricidad no hay que tenerle miedo porque es una forma de energía muy segura siempre y cuando se cumplan todas las medidas de protección estipuladas. Y si con este artículo he conseguido haceros entender qué son esas palanquitas que hay en el cuadro eléctrico de vuestra casa me doy por satisfecho porque sé que la próxima vez que se os vaya la luz tendréis claro qué es lo que ha propiciado esa situación y trataréis de evitarlo en el futuro.

Las bombillas incandescentes: futuros recuerdos del presente

Cuando uno se informa un poco de cómo funcionan las cosas se da cuenta de que empleamos elementos todos los días que son absolutamente ineficientes y que no han evolucionado apenas nada en las últimas décadas.

Aunque hay decenas de ejemplos de ello (comenzando por la gasolina en los vehículos) tal vez uno de los más evidentes es el de la bombilla incandescente: un elemento presente por todos lados cuyo principio de funcionamiento consiste en hacer pasar una corriente eléctrica a través de un hilo de cierto material (tungsteno) que opone una resistencia al paso de la electricidad. Esa resistencia eléctrica hace que el filamento se caliente hasta el punto de ponerse al rojo y de ahí proviene la luz emitida por la bombilla.

Filamento de bombilla

La teoría es muy sencilla sobre el papel, pero la efectividad de una bombilla de 60 ó 100 W (las habituales que tenemos por casa) ronda el 2% (sí, habéis leído bien: dos por ciento) siendo el 98% restante de la energía eléctrica proporcionada a la bombilla disipada en forma de calor y radiación no visible. Ya sabéis que la física nos dice que “la energía ni se crea ni se destruye; sólo se transforma”, y viendo que al encender una lámpara de este tipo estamos desperdiciando un 98% de la energía consumida casi dan ganas de ponerse a llorar.

Cuando se inventó la bombilla incandescente allá por 1880 supuso toda una revolución en comparación con las lámparas de combustión que había hasta entonces (tenían un mísero rendimiento del 0.04%) pero hay que reconocer que desde entonces el principio sigue siendo el mismo y han transcurrido ni más ni menos que 128 años desde entonces…

En las linternas ya se ha dado un paso adelante, y es que hoy en día prácticamente todas emplean diodos LED para la iluminación; siendo bastante más eficaces y dando una luz mucho más blanca que las tradicionales bombillas de filamento. En los faros de los coches también se están empezando a utilizar estos pequeños y luminosos dispositivos para las luces de posición y freno, así como se pueden ver cada vez más a menudo en semáforos y señalización de carreteras.

Por suerte en nuestros hogares estamos empezando a emplear bombillas de bajo consumo (aunque los tubos fluorescentes son una buena opción por su bajo consumo energético) y también comienzan a estar diponibles focos formados por un array de diodos LED, que gastan bastante menos que las famosas bombillas incandescentes y ofrecen como mínimo la misma intensidad lumínica.

Estoy más que convencido de que dentro de unos años recordaremos las bombillas como un vago recuerdo del pasado (al igual que los quioscos de prensa) y nos daremos cuenta cómo hay cosas que llevan toda la vida entre nosotros hasta que un buen día nos damos cuenta de que erán lo más arcaico e ineficiente del mundo.

La invasión de los cargadores

Ayer me paré a pensar en la cantidad de cargadores que tengo por casa de los distintos aparatos electrónicos que he ido adquiriendo con el paso del tiempo. Vamos a hacer un pequeño “repaso mental” 😉

En resumidas cuentas, un surtido de cargadores amplio y variado en el que hay clavijas de todo tipo. Eso sí, he de decir que los cargadores “con dos cables” (cable al enchufe, cuerpo y cable al aparato) me ponen de los nervios, pues ocupan muchísimo espacio a la hora de guardarlos y al final siempre se enredan.

Por suerte hay tres aparatos que cargo con el mismo cargador (el del Motorola V3, que emplea una clavija mini-USB) y así al menos no estoy todo el día cambiando de cargador, pero aun así sería deseable que este tema se estandarizara (de hecho los fabricantes de telefonía móvil lo están estudiando) y así un mismo cargador sirviera para todos los aparatos.

En fin, un pequeño ejemplo que ilustra cómo la tecnología nos facilita enormemente la vida diaria pero también conlleva ligeros “efectos colaterales”.

FRENDO: la linterna que funciona por tracción animal

Hace unos días me pasé por Decathlon (tienda de deportes que frecuento bastante) con intención de hacerme con unos guantes para estos días de frío que tenemos encima. Lo que ocurre es que una vez allí me di cuenta de que en casa tenía prácticamente todos los tipos de guantes existentes en el establecimiento: de lana, polares, de piel, forrados y hasta de seda; de modo que comprar otro par sería algo un poco redundante.

El caso es que ya que estaba allí me dediqué a echar un vistazo a lo que había por las estanterías y enseguida pasé junto a algo que me llamó la atención. Siempre he pensado en llevar una pequeña linterna encima porque más de una vez he echado en falta algo así, pero nunca lo he hecho porque me da mucha rabia el tener que cargar también con un set de pilas. Pero más que el cargar con las pilas lo que peor llevo es el tema de que si las dejas puestas la linterna se puede encender sin querer gastándolas o lo que es peor, se pueden sulfatar y echar a perder el propio aparato.

Sin embargo, como os digo, esa tarde me encontré de frente con una linterna que me llamó poderosamente la atención y al final me acompañó a caja y todo donde me cobraron 9,90€ por ella. Se trata de una pequeña fuente de luz con tres tipos de iluminación (50% de potencia, 100% y “modo flash”) cuya principal característica es que en vez de pilas lleva un condensador (un elemento electrónico capaz de almacenar energía) que se recarga gracias a una pequeña manivela desplegable que debemos girar.

Según las especificaciones del fabricante, si damos vueltas a la manivela durante un minuto obtendremos los siguientes tiempos de autonomía:

– Media potencia: 20 minutos
– Plena potencia: 10 minutos
– Modo flash: 100 minutos

De momento no la he probado mucho fuera de casa (más que nada en la escalera de mi comunidad) pero ya veo que cargada completamente emite una luz muy blanca y brillante que permite ver con claridad en completa oscuridad, sobre todo con el modo que usa toda la potencia posible. Para espacios reducidos con la mitad de potencia es más que suficiente para ver de sobra, reservando el modo de mayor consumo para espacios abiertos y necesidades de mucha iluminación (una avería mecánica en el coche o similar).

El “modo flash” tiene la finalidad de ser localizados si nos perdemos en el monte, pues emite destellos muy luminosos y apenas descarga el condensador de la linterna. También podemos emplearlo para provocarnos un ataque epiléptico, pero en general su uso apropiado es el indicado anteriormente.

Poco más os tengo que contar de este “invento”, la verdad. Deciros, eso sí, que tiene un peso de 92 gramos y unas dimensiones de 8 x 5 x 4 centímetros; grande para llevar en un bolsillo del pantalón pero adecuado para que vaya en una mochila o en la guantera del coche.

La gran ventaja de esta linterna es que es capaz de dar luz de manera completamente autónoma, y sólo podría “dejarnos tirados” una avería en el sistema de alimentación (con el tiempo lo veremos) o que se funda el LED, algo que en principio es poco probable.

Bueno, espero que esta pequeña review os haya resultado interesante. ¡Un saludo!  😉

¿Por qué el rastro de la luz de las farolas no es continuo en una fotografía?

Aunque la imagen que tenéis a continuación parezca un cuadro abstracto no son más que las farolas en los márgenes de la carretera capturadas con una exposición bastante larga.

Por cierto, ¿sabéis por qué las líneas no aparecen exactamente continuas sino como una sucesión de puntos muy próximos unos a otros? (fijaos bien 😉 )

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Esto es debido a que la luz eléctrica no es continua en el alumbrado público, sino que fluctúa en una onda sinusoidal a una frecuencia de 50 Hz. Esto quiere decir que cada segundo la luz se enciende y se apaga cincuenta veces, por lo que aunque nuestros ojos no sean capaces de apreciarlo (por encima de unos 30 Hz nuestro cerebro interpreta las cosas como “continuas”) una cámara de fotos es capaz de captar ese tipo de detalles. Curioso, ¿verdad? 😉

¡Buenas noches!