Fundamentos de la Instalación Eléctrica Residencial: Distribución, Seguridad y Componentes

1. Explicación de la Red de Distribución Eléctrica y Representación Gráfica

La energía eléctrica atraviesa varias etapas desde su generación hasta su consumo final:

• Generación: La energía se produce en centrales eléctricas (nucleares, térmicas, hidráulicas, eólicas, etc.). Es importante notar que la contaminación generada por una central térmica de carbón suele ser más perjudicial que el impacto paisajístico de la presa de una central hidroeléctrica.
• Transporte a Alta Tensión: Para minimizar las pérdidas de energía durante el transporte desde la central hasta los núcleos urbanos, el voltaje se eleva a niveles muy altos, aproximadamente a 400.000 V.
• Distribución y Red Final: Posteriormente, el voltaje se reduce progresivamente en las subestaciones de transformación hasta llegar a los núcleos urbanos y viviendas a 230 V.

(Aquí se insertaría el dibujo explicativo de la red de distribución: Centrales -> Alta Tensión -> Subestaciones -> Baja Tensión -> Viviendas)

2. Justificación del Incremento de Tensión a 400.000 V

La tensión se eleva a 400.000 V para reducir las pérdidas energéticas durante el transporte. Esto se explica mediante las siguientes fórmulas fundamentales:

Fórmulas Clave

• Potencia: $P = V \cdot I$ (Potencia igual a Tensión por Intensidad).
• Pérdidas por Efecto Joule: $\text{Pérdidas} = R \cdot I^2$ (Pérdidas igual a Resistencia por Intensidad al cuadrado).

Dado que las pérdidas son proporcionales al cuadrado de la intensidad ($I^2$), para mantener la potencia ($P$) constante, si elevamos la Tensión ($V$), la Intensidad ($I$) debe disminuir. Al disminuir la intensidad, las pérdidas energéticas en el transporte se minimizan drásticamente.

3. Identificación de Colores de Cables en la Red de Distribución

La red de distribución (antes de la acometida final) transporta la energía eléctrica mediante cuatro conductores:

• Tres Fases: Se identifican con los colores negro, gris y marrón.
• Neutro: Se identifica con el color azul. El neutro indica que no existe diferencia de potencial respecto a la tierra.

4. Definición y Características de la Acometida

La ACOMETIDA es el tramo de la instalación eléctrica que establece la conexión física entre la red pública de suministro y la instalación de enlace del inmueble, finalizando en un elemento denominado CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN. Las acometidas pueden ser instaladas de forma aérea o subterránea.

(Aquí se insertaría el dibujo explicativo de la acometida)

5. Conductores en el Interior de la Vivienda

Una vez dentro de la vivienda, el suministro se realiza a través de tres cables principales:

• Fase
• Neutro
• Toma de Tierra (Protección)

6. Seguridad Eléctrica: Contacto Indirecto, Toma de Tierra y Diferencial

Contacto Indirecto

Un contacto indirecto ocurre cuando un conductor activo (fase) dañado en su aislamiento toca la carcasa metálica de un aparato (ej. microondas o lavadora). Si una persona toca dicha carcasa, la corriente busca el camino de menor resistencia hacia tierra, pudiendo pasar a través del cuerpo humano y causar una descarga grave.

Toma de Tierra (T.T.)

La toma de tierra es un cable (identificado con el color verde-amarillo) que conecta directamente la carcasa metálica del aparato a la tierra física (mediante una pica metálica en el terreno).

Función del Interruptor Diferencial

Como la resistencia de la toma de tierra es mucho menor que la resistencia del cuerpo humano, en caso de fuga de corriente hacia la carcasa, esta derivará preferentemente por el cable de T.T. Esto provoca un desequilibrio inmediato que hace saltar el interruptor diferencial (un elemento de protección esencial en el cuadro eléctrico), cortando la corriente en toda la casa antes de que la persona pueda tocar la carcasa y sufrir la descarga.

Conclusión: La toma de tierra protege a las personas frente a los contactos indirectos.

7. Representación del Cuadro General de Mando y Protección

El Cuadro General de Mando y Protección (CGMP) es el centro neurálgico de la instalación interior. Debe mostrarse la llegada de los cables de fase, neutro y tierra, y la derivación hacia los cinco circuitos interiores protegidos por sus respectivos PIAs.

(Aquí se insertaría el dibujo del Cuadro General de Mando y Protección con sus circuitos)

8. Componentes de Protección: ICP, IGA y PIAs

El CGMP integra varios dispositivos de protección:

• ICP (Interruptor de Control de Potencia): Su función es cortar la corriente en toda la vivienda si la suma de la potencia de los aparatos conectados excede la potencia contratada con la compañía suministradora.
• IGA (Interruptor General Automático): Es un magnetotérmico que permite cortar la corriente de toda la instalación de forma manual. Protege contra sobrecargas generales y cortocircuitos en la instalación.
• PIAs (Pequeños Interruptores Automáticos): También llamados Interruptores Magnetotérmicos. Se instalan uno por cada circuito interior (iluminación, enchufes, cocina, etc.). Su misión es aislar y proteger cada circuito individualmente contra sobrecargas y cortocircuitos específicos de ese tramo.

9. Esquemas de Circuitos de Iluminación

A continuación, se representan los esquemas para un circuito de luz simple (bombilla controlada por un interruptor):

Esquema Multifilar

(Aquí se insertaría el dibujo del Esquema Multifilar, indicando Fase (marrón/negro), Neutro (azul) y Tierra (verde-amarillo) en los puntos correspondientes.)

Esquema de Montaje

(Aquí se insertaría el dibujo del Esquema de Montaje, mostrando la disposición física de los componentes y el recorrido de los cables.)