Protección eléctrica: qué es y qué elementos existen

¿Qué es la protección eléctrica?

Ya tienes una idea de lo que hace la protección eléctrica, pero ¿qué significan con exactitud los sistemas de protección eléctrica? Pues no son más que dispositivos diseñados para analizar el mal funcionamiento de un equipo, reducir la gravedad y eliminar el problema si es posible.

En caso de que no sea posible eliminar o reducir el problema, los elementos de protección eléctrica se encargan de parar la electricidad en los circuitos y evitar que se produzcan averías. También evita que te pongas en riesgo cuando interactúas con algún aparato de casa.  

Elementos de protección eléctrica y tipos de dispositivos

Hablamos mucho de los sistemas de protección eléctrica, pero no te hemos comentado a qué elementos concretos nos referimos cuando evitan las averías en los electrodomésticos de casa. En definitiva, esos elementos no son sino interruptores, fusibles, tomas de tierra, etcétera.

Hay elementos de protección eléctrica más sofisticados que otros, pero todos están pensados para mantenerte a salvo si hay un problema en los circuitos y el riesgo de sufrir un sobrecalentamiento, una avería o una descarga de corriente es mayor. Vamos a analizarlos:

Interruptores magnetotérmico, electromagnético y diferencial

De los elementos que forman un sistema de protección eléctrica, los interruptores son los dispositivos con más variedad. Aunque la mayoría de ellos se utilizan para prevenir los electrocutamientos, también sirven para evitar los daños en el circuito eléctrico e impedir que se produzcan sobrecargas y cortocircuitos.

• Interruptor magnetotérmico: no solo se encuentra presente en todas las instalaciones eléctricas, sino que es automático. Por esta razón, sus funciones principales son evitar una sobrecarga de la red —detiene la luz cuando la carga es superior a la que soporta el interruptor— y responder ante un cortocircuito —corta el circuito cuando detecta cambios notables en la corriente—.
• Interruptor electromagnético: son los más empleados por locales y empresas, de modo que protegen ante sobrecargas o fuertes corrientes de energía. 
• Interruptor diferencial: es un dispositivo electromagnético cuya función es proteger a las personas que entran en contacto directo con alguna parte activa de la instalación. Este tipo de interruptor actúa junto a la toma de tierra, de forma que si se detecta una anomalía, se interrumpe el circuito eléctrico.

Fusibles

Otros de los elementos del sistema de protección eléctrica son los fusibles, unos dispositivos diseñados para permitir el paso de corriente, siempre y cuando no supere el valor establecido. De hecho, si el valor de la corriente fuera superior, el fusible se derretiría, se abriría el circuito y dejaría de pasar la corriente. De lo contrario, se produciría un cortocircuito y probablemente un incendio.

De todos modos, conviene saber que los fusibles deben tener la capacidad de tolerar una corriente algo superior a la establecida, ya que algunos equipos eléctricos experimentan picos de corriente con frecuencia.

Tipos:

• Fusibles de Vidrio o Cerámica: Usados en aplicaciones generales.
• Fusibles de Alta Tensión: Para equipos industriales y comerciales.

Relé térmico

El relé térmico es uno de los dispositivos de protección eléctrica más populares que podemos utilizar en casas y empresas. Su función es sofisticada porque trabaja directamente sobre los circuitos eléctricos para detener la corriente si hay una sobreintensidad en los equipos.

Básicamente, la función del relé térmico es comprobar el grado de temperatura dentro de una máquina o electrodoméstico. Esta señal es suficiente para activarse el protocolo que detiene la electricidad y la vuelve a reiniciar. Así también se previenen averías que podrían ser graves.

Tipos:

• Relés de Sobrecarga Bimetálicos: Basados en la expansión térmica de dos metales.
• Relés Electrónicos: Ofrecen ajustes precisos y protección avanzada.

Supresores de Picos (Varistores)

Protegen los equipos electrónicos de sobretensiones transitorias, como las causadas por rayos o fluctuaciones de voltaje.

Tipos:

• Varistores de Óxido Metálico (MOV): Usados comúnmente en protección de dispositivos electrónicos.
• Supresores de Descarga de Gas (GDT): Usados en aplicaciones de alta energía.

Dispositivos de Protección Contra Sobretensiones

Protegen los sistemas eléctricos y electrónicos de sobretensiones transitorias.

Tipos:

• Supresores de Sobretensión Transitoria (TVS): Absorben picos de voltaje de corta duración.
• Dispositivos de Protección Contra Sobretensiones (SPD): Instalados en paneles eléctricos para protección general.

Aislamiento de cables

El cobre que funciona como conductor de electricidad en los cables no permanece al descubierto, sino que está protegido por un material aislante que nos permite tocar y manipular el cable sin peligro de recibir una descarga.

Además, el color del aislamiento de los cables permite a los electricistas identificarlos durante una instalación eléctrica. De todos modos, los cables cuentan con abreviaciones en inglés que permiten identificar el tipo de aislamiento y reconocer si estamos ante un de tipo termoplástico o termoestable.

Toma de tierra

La toma de tierra es un circuito que conecta una instalación privada con la tierra. Para ello, se emplea un conductor que enlaza la construcción eléctrica con una pieza metálica enterrada bajo tierra a muy baja resistencia. Este dispositivo de protección eléctrica permite derivar al suelo cualquier sobretensión que se genere por un fallo en la instalación. A través de este sistema se evitan daños mayores como electrocuciones.

Cubre enchufes

Los enchufes representan un peligro para los bebés y niños pequeños. Para evitar que estos puedan introducir los dedos o cualquier objeto que sea conductor, existen los cubre-enchufes o tapones de seguridad. Estos elementos suelen estar confeccionados en plástico aislante y esconden los orificios del enchufe con el objetivo de proteger a los pequeños de posibles electrocuciones y cortocircuitos.

Seccionadores

Por último, los seccionadores son unos aparatos electromecánicos que permiten la separación de la corriente a través de una apertura física. De este modo, se garantiza la seguridad de las personas que trabajan con una zona aislada del circuito o que desean eliminar una parte averiada.

De todos modos, conocer cada uno de los dispositivos que forman parte del sistema de protección eléctrica puede servirnos de ayuda para detectar fallos una vez ocurrida la avería.

Cómo calcular una protección eléctrica

Calcular la protección eléctrica es esencial para garantizar la seguridad y el funcionamiento adecuado de un sistema eléctrico. Aquí te explico los pasos básicos para calcular y seleccionar una protección eléctrica adecuada:

1. Determina la Carga Total:
   • Suma las cargas: Calcula la carga total sumando las potencias de todos los dispositivos conectados al circuito en vatios (W). Para convertir a amperios (A), usa la fórmula I=PVI = \frac{P}{V}I=VP, donde III es la corriente en amperios, PPP es la potencia en vatios, y VVV es el voltaje del sistema.
2. Selecciona el Tipo de Protección:
   • Interruptores Automáticos (IC): Protegen contra sobrecargas y cortocircuitos. Selecciona un interruptor con una capacidad de corriente que exceda la carga total pero que se ajuste al rango de seguridad.
   • Fusibles: También protegen contra sobrecargas y cortocircuitos. Elige un fusible con una corriente nominal adecuada para la carga y un margen de seguridad.
3. Calcula la Capacidad de Protección:
   • Para Interruptores: Asegúrate de que el interruptor tenga una capacidad de corriente mayor que la carga total. Por ejemplo, si la carga es de 15 A, un interruptor de 20 A sería adecuado.
   • Para Fusibles: Selecciona un fusible con una corriente nominal ligeramente superior a la carga total. Por ejemplo, para una carga de 10 A, un fusible de 12 A sería apropiado.
4. Considera el Factor de Demanda:
   • Si el sistema tiene cargas variables o no siempre opera a plena carga, aplica un factor de demanda para ajustar la capacidad de protección. Esto ayuda a seleccionar protecciones que no se disparen innecesariamente.
5. Verifica la Normativa Local:
   • Asegúrate de cumplir con las normativas y códigos eléctricos locales que pueden especificar requisitos adicionales para la protección.
6. Instala y Prueba la Protección:
   • Instala los dispositivos de protección según las especificaciones del fabricante y realiza pruebas para verificar su funcionamiento correcto y la protección del sistema.

Estos pasos te permitirán calcular y seleccionar adecuadamente la protección eléctrica para mantener la seguridad y el buen funcionamiento de tus instalaciones eléctricas.