Se consideran como instalaciones en una vivienda todos los sistemas de distribución y recogida de energía o de fluidos que forman parte de la edificación.
La mayoría de las instalaciones de una vivienda se estructuran de un modo parecido: parten de la red pública de suministro, llegan a los hogares pasando por un contador que mide el gasto de cada servicio y se distribuye por una red interna hasta llegar al punto de consumo.
Las instalaciones que vamos a ver en este tema son:
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
INSTALACIÓN DE AGUA
INSTALACIÓN DE EVACUACIÓN
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN
INSTALACIÓN DE GAS
OTRAS INSTALACIONES
2.- INSTALACIÓN ELÉCTRICA.
La instalación eléctrica de uso doméstico es un tipo de instalación destinado al uso de la energía eléctrica dentro de un edificio de viviendas.
2.1.- ACOMETIDA ELÉCTRICA Y DISTRIBUCIÓN HASTA NUESTRA VIVENDA.
Lo primero que veremos son los elementos necesarios para suministrar esta energía desde la red eléctrica exterior hasta nuestra vivienda:
LÍNEA DE ACOMETÍADA
CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN
LÍNEA REPARTIDORA
LÍNEA DE CONTADORES
DERIVACIÓN INDIVIDUAL
TOMA DE TIERRA
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LÍNEA DE ACOMETIDA
Conecta la red de distribución con la caja general de protección. Tanto la línea de acometida como la red de distribución pertenecen a las compañías eléctricas.
Es el punto de entrega de energía eléctrica por parte de las compañías suministradoras. Las acometidas se realizan de forma aérea o subterránea, dependiendo del origen de la red de distribución a la cual se conectan.
El número de conductores que forman una línea de acometida es determinado por la empresa distribuidora, siendo por lo general 3 conductores (negro, gris y marrón) + neutro (azul).
CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN
Es el primer elemento de distribución con el que cuenta la instalación de un edificio, y los elementos que se encuentran en su interior (fusibles) protegerán la instalación completa.
La entrada de ésta caja delimita la propiedad de los usuarios. Ésta caja pertenece a la comunidad de vecinos.
LÍNEA REPARTIDORA
Conecta la caja general de protección con el cuarto destinado a la centralización de contadores.
En las viviendas unifamiliares la línea repartidora no existe ya que la caja general de protección, enlaza directamente con el contador del abonado.
CENTRAL DE CONTADORES.
Es el lugar destinado dentro del edificio a la colocación de los contadores de media energía, que nos indicaran el consumo de energía.
El encargado de la compañía eléctrica lee en el contador la energía consumida durante un periodo determinado para anotar la cantidad en el recibo de la luz. Las cajas que contienen los contadores son transparentes y tienen puertas precintadas, ya que de ésta forma los contadores no pueden manipularse y puede verse la lectura sin necesidad de abrirse.
La central de contadores cuenta además con un embarrado donde se realiza la conexión individual de cada usuario. Esta consiste, en la mayoría de los casos, en una conexión con una fase (se reparten las tres entre los vecinos) y el neutro.
DERIVACIÓN INDIVIDUAL
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Las derivaciones individuales unirán el contador de cada abonado con el interruptor de control de potencia, instalado en el interior de cada vivienda.
TOMA DE TIERRA
Se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos.
La toma a tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito "a tierra" en lugar de pasar a través del usuario.
Consiste en una pieza metálica (pica) enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de un cable. En todas las instalaciones interiores, según el reglamento, el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y amarillo. Suele ser única para todo el edificio.
CUADRO GENERAL DE PROTECCIÓN Y DISTRIBUCIÓN
Este cuadro se sitúa en el interior de la vivienda y en el hayamos los elementos de control y protección de la instalación eléctrica de nuestro hogar.
Debido a la importancia de este cuadro, lo trataremos con más detalle en el siguiente punto.
2.2.- CUADRO GENERAL DE PROTECCIÓN Y DISTRIBUCIÓN.
Este cuadro es el corazón de la instalación eléctrica de nuestra vivienda. En él podemos encontrar elementos de protección (protegen a las personas y a las instalaciones), distribución (agrupan los distintos equipos de consumo en circuitos comunes) y control (fundamentalmente de la potencia contratada a la compañía eléctrica).
Este cuadro se compone fundamentalmente de dos tipos de interruptores llamados MAGNETOTÉRMICO y DIFERENCIAL. Describiremos en las siguientes páginas su funcionamiento.
MAGNETOTÉRMICO
Un interruptor magnetotérmico, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. El dispositivo corta la corriente de dos formas distintas constando por tanto de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica. El magnetotérmico se diseña para una intensidad nominal (In) disparándose cuando se supera por una sobrecarga o por un cortocircuito. Tiene dos formas de funcionar:
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FUNCIONAMIENTO TÉRMICO: El dispositivo térmico está formado por una varilla bimetálica con dos metales con coeficientes de dilatación distintos. Este dispositivo previene de las sobrecargas.
FUNCIONAMIENTO MAGNÉTICO: El dispositivo magnético está formado por una electroimán por el que circula la corriente del circuito. Este dispositivo previene de los cortocircuitos.
DIFERENCIAL
Es un interruptor que tiene la capacidad de detectar la diferencia entre la corriente de entrada y salida en un circuito. Cuando esta diferencia supera un valor determinado (sensibilidad), para el que está calibrado (30 mA, 300 mA, etc), el dispositivo abre el circuito, interrumpiendo el paso de la corriente a la instalación que protege.
La utilidad principal de este dispositivos es proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. Veamos cómo funciona:
FUNCIONAMIENTO SIN DERIVACIÓN: La base del diferencial es un núcleo toroidal con tres bobinas: Dos para fase y neutro y una que recogerá el diferencial de flujo magnético. Si no hay derivación, por las dos bobinas del núcleo toroidal ha circulado la misma intensidad con lo que la tercera bobina no ha recogido ninguna variación de flujo magnético.
FUNCIONAMIENTO CON DERIVACIÓN: En el anillo toroidal se produce una diferencia en el flujo magnético producido por la bobina de la fase ( Φ e) y la del neutro ( Φ s) lo que produce un flujo diferencial ( Φ r). Este flujo magnético induce una corriente eléctrica en la bobina central que activará durante un instante el electroimán. Éste a su vez, disparará el diferencial abriéndose el interruptor.
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COMPONENTES DEL CUADRO GENERAL DE PROTECCIÓN
Conocido ya el funcionamiento del magnetotérmico y del diferencial, veremos ahora los elementos que lo componen.
INTERRUPTOR DE CONTROL DE POTENCIA (ICP): Forma parte del equipo de medida y que controla la potencia máxima contratada con la compañía eléctrica. Su misión es controlar la potencia máxima demandada por la instalación, por lo que se le considera elemento de control y no de seguridad. Es un interruptor magnetotérmico y provoca la apertura instantánea de la instalación como consecuencia de un exceso de consumo sobre la potencia contratada. Al ser un magnetotérmico nos protege también de cortocircuitos y sobrecargas, aunque esta no es su función principal.
El límite de intensidad del ICP viene definido por la potencia contratada. Veámoslo con un ejemplo:
Potencia (P) = Tensión (V) x Intensidad (I)
Potencia contratada = 5500 W Tensión de la red = 220 V Intensidad = ?
I = P / V I = 5500 / 220 I = 25 A
La potencia contratada viene determinada por los distintos aparatos que consumen energía en nuestra vivienda. Esta suele ser 3300 W, 5500 W, 8800 W, etc.
Para calcular la potencia a contratar, ten en cuenta que no siempre vas a tener todos los aparatos encendidos a la vez.
INTERRUPTOR GENERAL AUTOMÁTICO (IGA): Se trata de un interruptor magnetotérmico que detecta altas intensidades de corriente y cortocircuitos, y que salta automáticamente, desconectando todo el sistema eléctrico de la vivienda cuando se produce un fallo serio. Un Interruptor general automático (IGA) protege al circuito de la instalación contra intensidades altas y cortocircuitos.
Su cálculo, al igual que todos los elementos de protección, es muy importante ya que no se trata de poner un IGA de mucho amperaje. El IGA debe tener una intensidad nominal tal que sea la máxima que soporte nuestra instalación, independientemente de la potencia contratada.
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INTERRUPTOR DIFERENCIAL (ID): Se encarga de detectar posibles derivaciones a tierra y proteger a las personas de los contactos indirectos (contactos con masas metálicas puestas accidentalmente bajo tensión). Un interruptor diferencial (ID) protege de posibles derivaciones a tierra a través del cuerpo. Provocará la apertura automática de la instalación cuando detecta una fuga de corriente. Gracias a él, el peligro de que nos electrocutemos es mínimo.
Existen distintos niveles de corte de la corriente (sensibilidad). Normalmente este valor es de 30 mA aunque en instalaciones provisionales (obras) se puede poner un valor menos sensible de 300 mA.
Para que el diferencial pueda funcionar correctamente necesita de un adecuada toma de tierra. Si esta no existe pudiera suceder que la intensidad atravesara nuestro cuerpo y retornara al neutro sin que el ID lo detecte
PEQUEÑO INTERRUPTOR AUTOMÁTICO (PIA): Se trata de interruptores magnetotérmicos que salen del ID y parten los diferentes circuitos interiores de la vivienda protegiendo individualmente cada uno de ellos. Se desconectan cuando se produce una sobrecarga por exceso de consumo o bien un cortocircuito. Su número varía según las dimensiones de la vivienda o edificio aunque suele ser habitual 4, 5 o 6 circuitos.
Es importante entender que cada PIA protege su circuito por lo que si conectamos, por ejemplo, un horno con mucha potencia a un circuito con un PIA de 10 A (alumbrado) lo más probable es que este se dispare cuando conectemos el horno.
Algunos de los circuitos que podemos encontrar en nuestra vivienda, según el reglamento de baja tensión (ITC-BT-25) para una electrificación básica son:
C1: Puntos de iluminación C2: Tomas de corriente de uso general y el frigorífico. C3: Cocina y el horno. C4: Lavadora, lavavajillas. C5: Tomas de corriente de la cocina y baño.
2.3.- GRADOS DE ELECTRIFICACIÓN Y POTENCIA CONTRATADA.
Las viviendas se clasifican a efecto de diseñar la instalación eléctrica por su grado de electrificación (ITC-BT-25); esta clasificación se hace de acuerdo con la potencia máxima simultánea que puede soportar la instalación y con la instalación eléctrica que como mínimo debe tener la vivienda. El grado de electrificación se calcula sumando las potencias de todos los electrodomésticos que tiene el usuario y aplicando una reducción del 40 por ciento, ya que se supone que no se van a utilizar todos los aparatos a la vez.
El grado de electrificación determinará la potencia máxima que puede consumir la vivienda (recuerda, a efectos de diseño). Existen cuatro grados de electrificación:
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- Básico: El grado de electrificación básico se plantea como el sistema mínimo, a los efectos de uso, de la instalación interior de las viviendas en edificios nuevos tal como se indica en la ITC-BT-10. Su objeto es permitir la utilización de los aparatos electrodomésticos de uso básico sin necesidad de obras posteriores de adecuación.
- Elevado: Es el caso de viviendas con una previsión importante de aparatos electrodomésticos que obligue a instalar mas de un circuito de cualquiera de los tipos descritos anteriormente, así como con previsión de sistemas de calefacción eléctrica, acondicionamiento de aire, automatización, gestión técnica de la energía y seguridad o con superficies útiles de las viviendas superiores a 160 m2 .
2.4.- FASE, NEUTRO Y TOMA DE TIERRA.
Todos los circuitos que se montan en una vivienda se alimentan mediante dos conductores, la fase y el neutro, que transportan corriente alterna a una tensión de 220 V:
FASE: es el conductor por el que entra la corriente eléctrica. NEUTRO: es el conductor por el que la corriente vuelve a salir de la vivienda, después de haber cumplido su misión de llegar a enchufes y luminarias. TOMA DE TIERRA: Consiste en una serie de conductores que van desde las tomas de corriente, enchufes, luces, termo, etc. hasta el cuadro de distribución. De ahí se conecta a la toma de tierra del edificio. Como ya explicamos en el interruptor diferencial, permite la derivación de corrientes eléctricas a tierra (a través de nuestro cuerpo) para que de esta forma sea detectado por el diferencial y abra el circuito. De no existir, estas corrientes pasarían por nuestro cuerpo sin ser detectado por el diferencial y nos electrocutaríamos.
La mayor parte de la instalación eléctrica de una vivienda está oculta, empotrada en las paredes, en el interior de tubos.
En general, los conductores que se emplean en las instalaciones ocultas de las viviendas son conductores rígidos de un solo alma o hilo. Para instalaciones vistas o superficiales y aparatos y electrodomésticos portátiles, se utilizan cables flexibles.
Para poder identificar los distintos conductores de la instalación eléctrica oculta de una vivienda, se ha adoptado un código de colores:
• La fase es siempre el conductor que está aislado con PVC de color negro, marrón o gris. Depende del color de la fase que se tomó en la derivación individual desde el cuadro de contadores. • El neutro está aislado con un PVC de color azul. • El conductor de toma de tierra es bicolor, a rayas amarillas y verdes. Estos colores tienen la ventaja de ser reconocibles hasta para los daltónicos.
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2.5.- INSTALACIONES ELÉCTRICAS BÁSICAS EN EL INTERIOR DE LA VIVIENDA.
Veremos a continuación algunas de las conexiones más comunes que podremos encontrar en nuestra vivienda. No se ha dibujado el cable de toma de tierra para mayor simplicidad.
TOMA DE CORRIENTE
Las tomas de corriente son más conocidas como enchufes. Se miden por la cantidad de intensidad (amperios) que soportan. Un error muy común es utilizar un enchufe de gran amperaje en un circuito no preparado para ello (por ejemplo el de iluminación).
INTERRUPTOR UNIPOLAR
Permite controlar una o más luminarias desde un único punto. Se utiliza normalmente un interruptor unipolar (sólo corta un cable) aplicado a la fase. Esto es muy importante pues si cortamos el neutro en lugar de la fase también funcionaría pero si tocamos la bombilla (parte metálica) con la luz apagada podríamos tener una descarga.
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DOS CONMUTADORES
Permite controlar una o más luminarias desde dos puntos distintos. Se utilizan dos interruptores conmutadores.
La apariencia externa de los interruptores unipolares, bipolares, conmutadores y llaves de cruce es idéntica, aunque lógicamente su mecanismo interior es distinto. Se reconocen por el nº de cables que llegan a ellos.
DOS CONMUTADORES Y LLAVE DE CRUCE
Permite controlar una o más luminarias desde tres puntos distintos. Se utilizan dos interruptores conmutadores y un interruptor de cruce.
Esta configuración es muy útil en pasillos largos o por ejemplo en una habitación de matrimonio con interruptores en cada lado de la cama y en la entrada de la habitación.
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PULSADOR
Permite actuar sobre un aparato durante el tiempo en el que se encuentra presionado el pulsador.
Esta conexión se utiliza normalmente en viviendas para accionar el timbre. Para ello se utiliza un pulsador NA (normalmente abierto).
2.6.- ESQUEMAS ELÉCTRICOS.
Además de los esquemas eléctricos vistos hasta ahora, existen otros más utilizados en el ámbito del diseño como son:ESQUEMA FUNCIONAL: Es un esquema que explica el funcionamiento de la instalación sin indicar por donde van los conductores.
ESQUEMA MULTIFILAR: Son muy parecidos a los funcionales con la diferencia de que las líneas de alimentación se sitúan en la parte superior. Al igual que los anteriores no indican el camino de los cables. Se utilizan mucho en la industria.ESQUEMA UNIFILAR: Representan en una única línea una agrupación de cables (ej: Fase+Neutro+Tierra). Son muy utilizados para la distribución de los distintos elementos eléctricos en una vivienda. Disponen de símbolos específicos para este tipo de esquemas. En la siguiente tabla se muestra una pequeña muestra de símbolos con un caso práctico de su uso (sin cables, sólo se indica la distribución aunque se pueden incluir):
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