Tecnología Esencial: Dispositivos de Medida, Detección y Regulación en Sistemas Eléctricos

Este documento detalla los principales tipos de dispositivos utilizados en sistemas eléctricos para la medida, detección y regulación, así como la estructura y función de los cuadros eléctricos.

Detección

Los dispositivos de detección son los encargados de percibir la cercanía o la posición de un objeto. Se clasifican en:

• Detectores Electromecánicos: Realizan la detección mediante contacto físico con el objeto. Los más utilizados son los interruptores de posición, que detectan la presencia o ausencia de un objeto o la posición de un elemento de una máquina al final de una acción.
• Detectores Electrónicos: Realizan la detección sin contacto físico. Dentro de esta categoría se encuentran los detectores inductivos (D.I.), los capacitivos (D.C.) y los fotoeléctricos.

Constitución de un Interruptor de Posición

Un interruptor de posición se compone de:

• Contactos Auxiliares: Destinados a abrir y cerrar los circuitos de mando. Pueden ser normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NC) en reposo.
• Cabezal: Es el encargado de realizar la conmutación de los contactos auxiliares mediante una acción externa.
• Cuerpo: Es donde están alojados los contactos auxiliares y puede estar formado por material plástico o metálico.
• Resorte: Es el encargado de devolver el cabezal a su posición de reposo una vez cesa la acción externa.

Aparatos de Medida

Los aparatos de medida se clasifican en función de la magnitud a medir y el tratamiento de la señal (analógicos o digitales):

• Voltímetro: Para medir tensión eléctrica.
• Amperímetro: Para medir corrientes eléctricas.
• Vatímetro: Para la medida de la potencia útil.

Detectores Fotoeléctricos

Los detectores fotoeléctricos operan mediante la emisión y recepción de luz.

Tipos de Detectores Fotoeléctricos por Bloqueo o Interrupción de Luz Emitida: 3 tipos

• Sistema de Barrera: Constituido por un emisor y un receptor separados. Posee un gran alcance y es ideal para detectar objetos que interrumpen el haz de luz.
• Sistema Réflex: Constituido por un emisor-receptor en el mismo detector. Utiliza un espejo catadióptrico como reflector de luz. Detecta objetos que interrumpen el haz entre el detector y el espejo.

Constitución de un Detector Fotoeléctrico

Un detector fotoeléctrico típico se compone de:

• Emisor: Emite luz (roja o infrarroja) utilizando un dispositivo LED (Diodo Emisor de Luz).
• Receptor: Recibe la luz emitida o reflejada utilizando un dispositivo electrónico llamado fototransistor.
• Amplificador: Aumenta la débil señal eléctrica del receptor para que sea utilizable.
• Salida: La señal amplificada activa o desactiva la salida del detector, indicando la presencia o ausencia del objeto.

Cuadros Eléctricos

Un cuadro eléctrico contiene de forma ordenada todos los dispositivos de maniobra, protección y medida de un automatismo eléctrico, así como todos los elementos auxiliares de mando.

Funciones de un Cuadro Envolvente

La envolvente de un cuadro eléctrico cumple varias funciones esenciales:

• Contener y organizar los dispositivos de maniobra, protección y medida.
• Proteger a las personas frente a defectos de aislamiento y contactos indirectos.
• Proteger el contenido (componentes internos) frente a la penetración de cuerpos sólidos y líquidos (polvo, agua).
• Facilitar la realización de cualquier reparación o modificación de los componentes internos.

Constitución de un Cuadro Eléctrico

Los elementos principales que componen un cuadro eléctrico son:

• Cuadro Eléctrico (Envolvente): Contiene los dispositivos de maniobra, protección y medida.
• Montantes Verticales: Son elementos estructurales del cuadro donde se sujetan, mediante tornillos, el panel perforado o bastidor.
• Panel Perforado (o Bastidor): Superficie donde van montados los elementos diseñados para ser colocados sobre él.
• Perfiles (Carriles DIN): Son donde van colocados los dispositivos de maniobra y protección (ej. disyuntores, contactores).
• Liras Portacables: Utilizadas para guiar y organizar los cables de un dispositivo a otro horizontalmente.
• Bornes de Conexión: Puntos de conexión para los receptores externos o con los detectores externos.
• Canales Perforados: Utilizados para llevar y organizar los cables de un elemento a otro verticalmente.
• Cables Eléctricos: Interconectan los distintos dispositivos entre sí, formando el circuito.
• Puerta: Permite el acceso a los dispositivos del automatismo para su mantenimiento y operación.

Tipos de Cuadros Eléctricos

Según su construcción y aplicación, los cuadros eléctricos pueden ser:

• Cofres Metálicos: Realizados en chapa de acero soldada, con estanqueidad reforzada. Son comúnmente utilizados en instalaciones industriales debido a su robustez.
• Cofres Aislantes: Realizados en material aislante, generalmente a base de poliéster armado con fibra de vidrio. Son robustos y resistentes a ambientes muy agresivos (corrosivos, húmedos).
• Armarios: Realizados en un solo cuerpo de acero soldado, revestido de pintura gris. Están diseñados para ser apoyados en el suelo mediante anclajes y son comunes en instalaciones de mayor tamaño.