La fuga de energía, dolor de cabeza en instalaciones eléctricas

Es algo que puede suceder en nuestras instalaciones eléctricas, siendo mas común en el medio residencial y comercial, pero no escapamos de los desperfectos que puedan surgir al momento en que estamos realizando una instalación eléctrica, el tipo de falla que venimos a presentarle esta semana, es la Fuga de energía.

Para poder entender de mejor manera el concepto de fuga de energía es necesario comprender como se compone un circuito eléctrico, el cual consta de manera básica de lo siguiente:

1. Un generador de energía eléctrica, el cual producirá un voltaje senoidal para el caso de sistemas de corriente alterna (C.A.) y una fuente de alimentación o acumulador, que producirá un voltaje constante para sistemas de corriente directa (C.D.).
2. Medio de transmisión, son los conductores que se utilizan para llevar la energía en forma de movimiento de electrones de una fuente generadora a las cargas de un sistema, para sistemas de C.A. este medio de transmisión efectivamente son los conductores de cobre o aluminio, para sistemas C.D. se utilizan conductores de cobre para asegurar la transmisión de las señales y en casos de electrónica se utilizan variantes como semiconductores que son conductores que se pueden accionar según ciertos criterios como: señales de excitación o calor.
3. Accionamientos, estos pueden ser automáticos, semi automáticos o manuales, y en idea básica son aquellos elementos con poder de corte bajo que funcionan como interruptores para dar paso a la energía eléctrica, desde el medio de transmisión hasta la carga.
4. Elementos de protección, estos son utilizados como su nombre lo indica como medios para proteger los elementos aguas abajo de el y de esta manera amortiguar cualquier tipo de falla que pudiese haber en el sistema eléctrico, para sistemas C.A. estos son los interruptores ferromagnéticos, los interruptores diferenciales y también los disyuntores (En caso de motores) y en casos antiguos fusibles de cartucho y cuchillas de corte. Para el caso del sistema C.D. los sistemas de protección suelen ser fusibles de diferentes presentaciones y prestación según su uso, el cual puede ser de tiempo constante o inverso.
5. Por ultimo tenemos la carga, que es el elemento destinado para utilizar la energía eléctrica con el fin de aprovecharla al transformarla en otro tipo de energía utilizable para nuestro comfort o labor, para este caso en especifico nos centraremos mas en cargas de C.A. ya que las cargas en C.D. solo obedecen a funciones para generar un sistema complejo que representa (En un modo mas alto) a una carga C.A.

A continuación y a modo informativo se presenta el siguiente diagrama sencillo de circuito eléctrico describiendo cada parte a fin de ilustrar un poco la idea:

Conociendo ya esta idea, procederemos a entender en que consiste la fuga de energía y los problemas generados por esto.

La fuga de energía, es el fenómeno por el cual el revestimiento que abraza los conductores debido a diversos factores tiende a perder su propiedad de aislamiento, ocasionando de esta manera problemas para mantener el debido flujo de electrones dentro de los filamentos conductores y ocasionando corrientes derivadas de maneras parásitas a zonas indeseadas como: Tuberías, contactos, carcasas de equipos eléctricos, insectos... Todo esto se traduce como fuga, y es un dolor de cabeza para cualquier propietario de un inmueble en donde esto se este generando así como para el personal técnico encargado de localizar el motivo de la falla.

Los efectos negativos de este fenómeno son básicamente 3, los cuales son:

• Riesgo contra la integridad de las personas que habitan el predio, esto por el hecho de que la corriente de fuga tiende a viajar hacia los aparatos y estos por su masa y composición tienen intrínsecamente un resistencia enorme al paso de corriente, por lo que se genera una diferencia de potencial con respecto a cualquier punto y por tanto genera voltajes de contacto o de choque.

• Deterioro de equipos que estén conectados a la instalación eléctrica, esto por acción de un corto circuito generado por el calor y deterioro de aislamiento en instalaciones que estén empotradas o en artefactos con sistema de aislamiento deficiente.
  
  

• Exceso de importe en la facturación, esto debido a que las corriente parásitas (A pesar de ser pequeñas) también son censadas por los elementos de medición energética, por tanto también contabilizado y de esta manera el concesionario esta en la potestad de poder cobrar por esa energía consumida (No por ti claramente)
  
  

¿Cuales son las causas que nos indican que posiblemente hay una fuga energética en nuestros predios?

Los indicios que nos pueden advertir sobre las fugas de energía son variadas y tienen que ver con las razones por las que estas se originan, siendo estos generados por los siguientes efectos, los cuales deben ser tomados de manera holistica para dar con un diagnostico correcto a la hora de realizar una inspección técnica:

• Humedad, la humedad juega un papel relevante a la hora de presenciar consumos anormales en los equipos, lo cual genera mayor calor que se traduce para nosotros como una perdida de energía.
• Mala técnica de instalación, por no utilizar herramientas adecuadas a la hora de realizar la instalación los técnicos tienden a utilizar métodos que son poco ortodoxos y estos dañan las propiedades de las tuberías y de los diferentes elementos de paso, para ser usados de manera apropiado un claro ejemplo de esto, es las técnicas que se utilizan rellenando  tubos rectos de PVC con arena para luego ser calentado y doblado para ángulos de 45 o 90 grados, improvisando así un codo o curva de las respectivas inclinaciones. Este tipo de practicas crea superficies corrugadas en el radio interior de la curva y al momento de pasar los conductores el aislante tiende a ser rasgado por esto y genera condiciones de peligro para corto circuito.
• Complementando el punto anterior, también se añade a las malas praxis de instalación, el hecho que no se tiene un respeto por el espaciamiento entre los conductores, ya que al agruparlos genera condiciones de calor que son desfavorables, pues el calor degrada el PVC que recubre los conductores eléctricos y por ende propicia una fuga energética.
• Instalaciones eléctricas antiguas, las instalaciones eléctricas con bastante antigüedad también sufre de problemas por falta de mantenimiento, esto debido a que no se supervisa de manera anual (Como debería ser) según las normativas técnicas y el código eléctrico, para encontrar que todos los elementos de la instalación se encuentren en perfecto estado y no se necesiten: reaprietas, cambios en lineas, cambio en elementos de protección, replanteo de carga, balance energético, entre otros.

Por supuesto, existen medios que se utilizan para poder disminuir los efectos negativos de las fugas energéticas, estos medios son: Sistemas de puestas a tierra e Interruptores diferenciales.

Los primeros, son instalaciones de baja impedancia destinadas a despejar cualquier corriente de defecto, para esto se necesita que la instalación eléctrica contenga un circuito equipotencial y también tomas a tierra, que consiste en un sistema de jabalinas de cobre, conductores entorchado a este y bornes de conexión para la instalación, en algunos casos y según la instalación, sera necesario no solo uno, sino varios puntos de despeje (Como es el caso de las mallas).

Cuando existe algún desperfecto este tipo de relación se ve afectada por una desigualdad debido a la corriente que se fuga y por tanto la relación seria:

Isalida = Ientrada - Ifuga

Al detectar esta diferencia que por lo general es unos pocos miliamperios, se acciona de manera automática seccionando el circuito de falla y disipando la corriente al sistema de puesta a tierra.

Maneras de encontrar y solventar problemas de fugas energéticas

Mas que tratarse de ciencia, el encontrar fugas de energía y poder dar diagnósticos correctos, involucra tanto técnica como arte, pues es algo complicado, como regla de pulgar podemos decir que el método mas fácil de poder enterarse si su sistema eléctrico cuenta con fuga es realizar seccionamientos en cascada desde el contador o acumulador de tu instalación aguas abajo al circuito donde tienes indicios que se presentan fallas, la técnica mas común es la siguiente:

1. Desconectar todos las cargas y dejar los switches de las luces en posición cerrada (Encendida).
2. Dirigirse al medidor y observar si existe algún tipo de señal (Si el aparato es electromecánico que el disco siga girando, si es electrónico que existan pulsos de luz).
3. De ser así (Que haya señal) podemos constatar de primera mano que existen fugas en la instalación.
4. Se genera un diagrama unifilar teniendo como raíz los diferentes circuitos y derivaciones.
5. Se elige un orden de inspección para comenzar a realizar la inspección a detalle.
6. Se prueba un seccionamiento de derivación a la vez y se supervisa si el elemento de medida se detiene.
7. De ubicarse el punto donde ya el medidor se ha detenido de dar señal, se procede a verificar todos los elementos de ese circuito o derivación y de ser necesario, se realizan los recambios.

Como sugerencia general, se deben tener precauciones al realizar este tipo de pruebas y deben ser llevadas a cabo por personal profesional siguiendo estándares normativos de calidad para asegurar la conformidad del trabajo.

Como nota final, las inspecciones técnicas podrían contemplar el uso de instrumentos de medición que puedan ayudar a despejar áreas de una manera mas rápida como microamperimetros o también medidores de aislamientos, estos deben ser usados con precaución y bajo personal con entrenamiento.