Los cables eléctricos de la vivienda

La instalación eléctrica de una vivienda es un trazado de cables unipolares que van desde el cuadro de control y protección hasta la habitación más lejana.
Normalmente es una instalación monofásica (así se conoce en el argot electrotécnico)
Actualmente esos cables van ocultos a la vista, pero hubo un tiempo en que estaban apoyados sobre la pared.
Van encerrados dentro de un tubo corrugado de un material plástico (conocido por su nombre comercial) que previamente, en la fase constructiva, se ha empotrado.
El tipo de cable suele llevar la siguiente denominación:

H07-250V

Esto nos permite extraerlos fácilmente, cuando haya que reponerlos, si es que se deterioran.
Para facilitar esa labor se colocan unas cajas, cerca del techo, (llamadas, de registro) a cierta distancia unas de otras y sobre todo cuando hay que cambiar la dirección del cableado para colocar un interruptor, una base de enchufe o un portafusible.

Hablemos del cable.
Lleva un alma de cobre electrolítico (de una gran pureza) que puede estar formado por uno o varios hilos rígidos, o muchos (más finos), forrados por un material plástico de P.V.C. (cloruro de polivinilo).

Hay que destacar la sección del cobre.
Es muy importante conocerla para elegir la adecuada, en función de la carga que vamos a instalar.
Se mide en mm2.
En las viviendas se colocan cables con las siguientes secciones:
1,5 mm2
2,5 mm2
4 mm2
6 mm2
Como sabemos, dentro de la misma hay varios circuitos y cada uno debe llevar una sección distinta.
A título de ejemplo hemos de indicar que los que controlan el alumbrado tienen una sección de 1,5mm2.
Las bases de enchufe, 2,5 mm2.
La cocina, 6 mm2 y la lavadora, 4 mm2.
Las conexiones entre ellos dentro de las cajas de registro se llevan a acabo mediante fichas o regletas de empalme.

Está prohibido en viviendas nuevas desde 1973 (la Administración no daría el visto bueno) utilizar cinta aislante (como se hacía hace ya muchos años) en las conexiones.
La protección exterior del cable lleva un color que no es aleatorio, obedece a una forma inequívoca de identificación.
Sabemos que al destapar una base de enchufe, por ejemplo, nos vamos a encontrar con tres cables, a saber, fase, neutro y tierra.
Cable de fase.
Es un cable activo, es decir, si lo tocamos y llevamos calzado con suela de cuero podemos electrocutarnos.
El color que lo identifica puede ser negro, marrón o gris.
Luego explicaremos el por qué de tres colores (no es arbitrario)
Cable neutro.
Lleva siempre el color azul.
A pesar de que si lo tocamos, como anteriormente hemos comentado, no nos pasaría nada en la mayoría de las veces…
Está considerado como activo porque en realidad nunca es neutro.
Depende del nivel de desequilibrio que existe en el sistema trifásico de distribución de energía eléctrica y en la práctica nunca está perfectamente equilibrado (siempre hay desequilibrio porque no todos los usuario consumen exactamente la misma cantidad de energía eléctrica y, en algunos casos reales, el "neutro" puede llegar a tener hasta 100 Voltios con respecto a tierra).
Cable de tierra.
No lleva tensión, no es activo, es el cable de protección.
Lleva el color amarillo verde.
El buscapolos. Una herramienta sencilla y útil.

Consiste en un detector de tensión en forma de destornillador en cuyo interior existe una ampollita de neón.
La resistencia R es muy importante para que la lámpara tenga una gran duración.

Es muy sencillo de utilizar (ver figura).

El dedo índice toca una parte metálica del destornillador (es necesario) y la punta el cable desnudo.
Si hay tensión se enciende la lámpara de neón.
Alargadores.

Sirven para disponer de una base de enchufe distante (el de la imagen hasta 25 metros) pero no se aconseja su uso en plan permanente (es preferible ampliar la instalación respetando las reglas que la rigen).
Llevan un cable manguera (denominado así en el argot eléctrico).
Es una funda que abraza firmemente a los tres cables previamente aislados.
Es conveniente, antes de utilizarlo, seguir unas instrucciones básicas de seguridad:
· Leer la potencia máxima en la placa de características de los aparatos que se pretende enchufar, sumarlas y comprobar que el total queda por debajo de la potencia máxima marcada en el alargador.
· La potencia indicada en el alargador sólo es válida cuando todo el cable está fuera del tambor.
· Si no nos molestamos en desenrollarlo deberemos considerar la mitad aproximadamente.
El motivo es por el calor que se genera cuando el cable está enrollado.
· Finalmente, no utilizar el alargador en el cuarto de baño o en zonas húmedas.
El por qué de los tres colores para las fases.
Si tuviéramos en nuestra casa una instalación trifásica tendría 5 cables en la entrada:
3 para las fases (una de cada color mencionada negro, marrón y gris).
1 para el neutro de color azul.
1 para el cable de tierra, de color amarillo verde.
Como el circuito de los distintos receptores debe ser monofásico y hay que repartir las cargas de forma equilibrada, a cada una de las fases se le asigna un color.
Pelado de los cables.

Para no dañar la sección conviene utilizar una herramienta adecuada.

Más detalles sobre la instalación eléctrica de una vivienda.La toma de tierra

Hemos definido la función del interruptor diferencial y del interruptor magnetotérmico.

Ya sabemos que se trata de dos elementos distintos, pero vamos a insistir un poco más.

El interruptor diferencial:

Tiene el aspecto que vemos y la anchura puede ser una u otra.

Su misión, al dispararse, es proteger a las personas o advertir de la posible comunicación (muy peligrosa) de un cable activo con un electrodoméstico o de un receptor con partes metálicas, como una lámpara de techo.

El accionamiento es el que aparece en las fotografías o puede ser de otra forma, una palanca oscilante, por ejemplo.

Es indiferente porque la esencia es siempre la misma.

Es muy importante destacar que llevan un botón marcado como TEST y que conviene accionar (por lo menos una vez al mes) para asegurarnos de que el diferencial sigue operativo.

Hay más aspectos que definen un interruptor diferencial como por ejemplo que puede dispararse “por simpatía”, que hay modelos clase A o AC, etc., pero entendemos que todo ello puede generar confusión y nada más lejos de la intención de estas líneas.

En consecuencia sugerimos, si nuestros lectores tienen problemas ocasionados por disparos intempestivos de este elemento, o dudan de su eficacia, acudan de inmediato a un instalador profesional, que, auxiliado por instrumentos de medición, solucionará el problema, restaurando la normalidad.

Es muy importante un dato que figura serigrafiado en el interruptor y es la sensibilidad, que será siempre de 30 miliamperios, para las viviendas (puede leerse 0,03 mA).

El interruptor magnetotérmico:

Lleva un dispositivo interno que detecta sobreintensidades y otro que detecta cortocircuitos.

O sea, que siempre impedirá que la instalación de nuestra vivienda se queme.

Según el año de construcción, en el cuadro general de protección pueden aparecer distintos tipos de interruptores magnetotérmicos:

El I.C.P. (interruptor para el control de la potencia) aparece siempre porque está relacionado con la potencia contratada y es el que precinta la compañía eléctrica.

Los P.I.A. (pequeños interruptores del abonado), controlan los circuitos interiores como el alumbrado, los enchufes, cocina y lavadora y si detectan una sobreintensidad o un cortocircuito en uno de ellos se disparan, eliminando el riesgo de que se queme ese circuito, y al hacerlo segregan sólo esa parte pero no toda la instalación, permitiendo seguir con la actividad normal en el resto, independientemente de que busquemos la causa de esa anomalía y la resolvamos.

Fue obligatoria su incorporación al cuadro a partir del año 1973.

El I.G. (interruptor general), también conocido como I.G.A. (interruptor general del abonado).

Se ha incorporado a partir del año 2002.

Su misión es proteger todo el cuadro y es el que se debe accionar cuando nos vamos de vacaciones y deseamos cortar el suministro.

Bien, ya sabemos más cosas relacionadas con el famoso cuadro, prácticamente todo.

Para terminar de describir su función, demos un consejo de interés:

Conviene tocar, de vez en cuando, con cuidado, casi acariciando, todos los interruptores que aparecen en el cuadro para contrastar su temperatura.

Si detectamos más nivel de lo habitual, algo está ocurriendo que debemos analizar.

La toma de tierra.

Su símbolo es así:

A partir de 1973 fue obligatoria su incorporación a todas las instalaciones de vivienda.

La teoría es esta:

Todas las partes metálicas de una vivienda, tales como tuberías tanto de agua y de calefacción, electrodomésticos con partes metálicas como lavadora, lavavajillas, frigorífico, etc. deben estar puestas a tierra, de forma directa o a través del enchufe que las alimenta.

En qué consiste la toma de tierra:

Se trata de una pica o electrodo de 2 metros más o menos que va hincado en el terreno del edificio, tal como apreciamos en la fotografía del principio.

La tierra, alrededor de la pica, debe estar lo suficientemente húmeda para que la resistencia eléctrica de la toma sea baja y se mantenga así.

A la pica se conecta, a través de elementos apropiados, todos los cables de color amarillo-verde de la instalación.

La pica admitida en este momento es cilíndrica, de acero cobreado con 300 micras de espesor y de un diámetro de 14,6 mm.

Hay que comentar que en un edificio suelen colocarse varias picas de toma de tierra y se unen formando lo que conoce como anillo.

Ventajas de disponer de toma de tierra.

Son evidentes ya que protege a las personas y a la instalación de posibles derivaciones (al ser conducidas al terreno) que puedan darse por un deterioro de la misma, provocado por el uso o la mala utilización,

Hemos comentado que su incorporación se produce en 1973, pero ¿qué ocurre con las viviendas que fueron construidas anteriormente?

Incorporarla a posteriori es bastante complicado, por las obras que hay que realizar, pero se puede llevar a efecto poniéndose de acuerdo los miembros de una comunidad.

Imaginemos que de momento esa obra no se realiza, ¿qué puede pasar? ¿Estaremos indefensos?

Hay que planteárselo.

Conviene, si es que no disponemos de interruptor diferencial, mandar que nos lo instalen.

El hecho de contar con él ya protege a las personas de posibles derivaciones.

Sin embargo la incorporación a la vivienda de ciertos electrodomésticos como por ejemplo, el horno microondas, las lavadoras de última generación, televisores con pantalla extraplana e incluso el ordenador, que son de Clase I (ya hablaremos de lo que significa), o sea que llevan toma de tierra, cambian la perspectiva del problema.

Veamos:

Por un lado esos electrodomésticos llevan un enchufe con toma de tierra.

El fabricante insiste en que se utilice.

Por otro lado los equipos que hemos mencionado llevan mucha electrónica incorporada y fruto de ella se genera gran cantidad de picos de tensión, indeseables, incluso pequeños cortes de fluido, que se conocen como microcortes, que provocan ruidos, chasquidos en el resto de aparatos, sobre todo en los de audio, como aparatos de radio.

Para luchar contra ellos los fabricantes incorporan filtros consistentes en condensadores que están conectados a tierra.

Vemos lo importante que puede ser hoy día disponer de la misma.

Hasta el punto de que la garantía de un aparato puede quedar invalidada.

¿Qué podemos hacer?

¡Que no se le ocurra a nadie utilizar las tuberías como toma de tierra!

Está rigurosamente prohibido, además se puede poner en peligro a todos los que integran la comunidad.

La solución es intentar adecuar la instalación a la normativa actual, o sea mandar instalar la red de tierra, algo que se debe considerar como prioritario.

Finalmente, si hemos de comprar un ordenador, tal vez hemos de inclinarnos por el modelo portátil fijándonos en un detalle:

Que el alimentador lleve el símbolo de doble aislamiento o Clase II, que es un cuadrado dentro de otro:

Quiere indicar que el dispositivo lleva una clavija sólo con dos bananas, sin toma de tierra, porque no la necesita.

Para terminar aconsejamos una revisión periódica de la instalación para evitar sorpresas desagradables.

Las protecciones eléctricas de la vivienda

Se trata de explicar la diferencia entre un interruptor magnetotérmico y un interruptor diferencial.

Nos toca comentar cómo es la instalación eléctrica en el interior de la vivienda.

En otra ocasión hablaremos de la parte que va desde nuestra puerta a la calle.

Tenemos una ventaja importante en este análisis y es que todo lo que comentaremos nos resulta familiar.

Sin embargo descubriremos nuevas facetas que nos van a permitir conocer, más en profundidad, posibles peligros que puedan darse en una convivencia tan íntima con la electricidad.

En primer lugar fijaremos nuestra atención en la parte empotrada justo en la entrada y que se conoce como cuadro general de maniobra y protección.

Muy importante, para poder continuar:

El problema que se plantea al hablar del cuadro es que antes de 1973 existía un modelo.

A partir de 1973 el Reglamento de Baja Tensión cambió y se obligó a colocar un interruptor diferencial y más protecciones como los P.I.A. (interruptores de protección de abonados).

En los años posteriores se hicieron mejoras, en las viviendas antiguas, consistentes en colocar, donde sólo había un interruptor en la entrada (normalmente negro) y uno o dos fusibles, un interruptor magnetotérmico y un interruptor diferencial.

En 2002, aparece nueva Norma y más aparatos.

En consecuencia tenemos un pequeño lío, pero no debemos preocuparnos porque de lo que se va a hablar es de la función que cumple cada uno de ellos.

Un aspecto muy importante que nos preocupa a todos y en alguna ocasión ha suscitado vivas polémicas:

¿Estamos suficientemente protegidos, en nuestra casa, frente a los riesgos eléctricos?

La respuesta puede ser un sí rotundo, siempre que la serie de mecanismos, de los que vamos a hablar, se encuentren en las debidas condiciones de uso.

Éstos son:

• Interruptores magnetotérmicos.

• Interruptor diferencial.

• Toma de tierra.

Los primeros se encuentran colocados en el cuadro general de maniobra y protección, en la entrada de nuestra vivienda.

                                                                       

El tercero forma parte de los conductores de alimentación de la instalación, y se localiza en el cuadro (se aprecia en el dibujo en color verde, pero en realidad es amarillo-verde)  y en todas las tomas de corriente (enchufes).

El limitador magnetotérmico, I.C.P., en el dibujo, (interruptor para el control de la potencia) cumple dos misiones, una de naturaleza administrativa (por decirlo de alguna forma) porque evita, al dispararse, que consumamos más energía eléctrica de la que hayamos contratado con la compañía suministradora (misión térmica).

Otra, impidiendo (también al dispararse) que un cortocircuito accidental dañe la instalación (misión magnética) sin que se hayan disparado los P.I.A.S, si es que los tenemos.

Está perfectamente localizable en el cuadro porque uno o dos precintos de plomo lo protegen de ser manipulado.

Es el que accionamos, al irnos de vacaciones, para cortar el suministro eléctrico.

El interruptor diferencial tiene una misión que no es comprendida por la mayoría de la población al confundirlo con el anterior pero ¡es muy sencilla!

Veamos por qué...

La instalación eléctrica de cualquier local está diseñada para que toda la corriente que va por un hilo, vuelva por el otro.

Si se queda algo por el camino significa que hay una fuga, un escape, o sea, un fenómeno anormal se está produciendo...

Esa fuga puede ser un nuevo circuito, por ejemplo un electrodoméstico derivado, o el creado por nuestro cuerpo, y en ese momento este interruptor capta la diferencia de caudales eléctricos de ida y de vuelta y se dispara protegiendo a la persona y a la instalación.

  

Es un elemento salvavidas.

Y muy fácil de identificar porque lleva un botón de TEST que permite, al pulsarlo, verificar que el aparato está listo para dispararse cuando exista fuga o lo que es lo mismo, peligro para la integridad física de alguien.

Advertencia: Al pulsar el interruptor todo se desconecta. Por este motivo no conviene hacerlo sin avisar a los miembros de la familia.

Finalmente, la toma de tierra es un camino fácil de escape de la corriente cuando un electrodoméstico se comunica al fallar su aislamiento.

Ese escape es detectado por el interruptor diferencial, que desconecta la instalación.

Vamos a aprender a interpretar los disparos y otros fenómenos que suelen darse un domingo por la tarde, al atardecer, cuando es muy difícil que alguien venga a ayudarnos.

Pero antes hay que advertir que en el cuadro de la entrada, al que hemos denominado de mando y protección, puede haber más interruptores a los que se les llama P.I.A., siglas que corresponden con: Pequeño Interruptor Automático y que tienen la misión de proteger los distintos circuitos de una vivienda como el del alumbrado, el de la cocina eléctrica, el del horno, de los enchufes, etc, en sustitución de los antiguos fusibles...(que, por cierto, pueden seguir colocándose), y así evitar que ese problema afecte a toda la instalación, quedándonos a oscuras.

Este conjunto lo llevan todas las viviendas construidas a partir de 1973.

Si se dispara el I.C.P lo normal es que se deba a que estamos consumiendo más de lo que permite su capacidad, es decir de la potencia que hemos contratado con la compañía de suministro.

¿Cómo saberlo?

Muy fácil, lo tocamos y si está muy caliente acierto pleno.

¿Qué hacemos?

Desconectar el receptor causante del gran consumo, ventilar el limitador para adelantar su enfriamiento y reenganchar.

No volver a conectar lo que ha provocado el exceso de consumo y seguir viviendo o plantearnos un aumento de tarifa contratada.

Los P.I.A. pueden manifestar comportamientos parecidos y actuaremos de la misma forma.

Si se dispara el limitador diferencial significa que algo está en fuga.

Normalmente este disparo y los comentados se producen después de..., es decir, al conectar algo que no estaba funcionando antes; por lo tanto hemos de ir excluyendo aquello que perturba la instalación.

Puede ocurrir que la instalación esté perfecta y haya sido el paso del tiempo, o sea el desgaste acumulado en esos elementos, el responsable de todo lo comentado.

Si fuera así deberá intervenir un instalador eléctrico autorizado.

¿Qué ocurre si tenemos una vivienda en el Pirineo que frecuentamos los fines de semana, dejando, al marchar, todos los dispositivos comentados accionados porque en el frigorífico tenemos alimentos que nos interesa conservar, como huevos y leche y hemos programado la calefacción para encontrar un regreso acogedor?

No ocurre nada, salvo que una tormenta haga que se dispare el interruptor diferencial...

El regreso puede ser desagradable al abrir el frigorífico.

¿Existe una solución que no sea renunciar a los alimentos comentados y a la calefacción programada?

¡¡¡Si!!!

Instalando un interruptor diferencial motorizado que se rearme solo.

¿Cómo lo hace? Lleva un motor que sustituye a nuestra mano en la acción de rearmar y... ya está.

Pero, y ¿si se ha provocado una avería por el rayo e interesa que no tengamos fluido eléctrico hasta que la resolvamos?

No hay problema, el ingenio motorizado intenta cinco veces consecutivas rearmarse y si no puede no lo intenta más.

Hemos tratado de demostrar que en nuestra vivienda podemos considerarnos suficientemente seguros.

Unidades eléctricas de andar por casa

Cuando compramos un electrodoméstico, (televisor, refrigerador, lavadora, secadora, etc.), estamos agregando un consumo al diseño original de nuestra instalación, que puede generar una sobrecarga.

Para no exponernos a esa situación es recomendable, antes de instalar un receptor, asegurarnos de que nuestra instalación tiene la capacidad necesaria para soportar este nuevo elemento.

Y sobre todo debemos leer, en la etiqueta de características del aparato, si los valores escritos coinciden con los parámetros de nuestra instalación.

Es conveniente, por ello, conocer las unidades eléctricas que se dan en nuestro entorno para poder hacer una buena elección.

Una de ellas es el:

Voltaje.

Se mide en voltios.

Sabemos el valor que tiene en nuestra vivienda.

Actualmente y desde el año 2002, 230 V.

Anteriormente, 220 V.

Hace ya muchos años la mayoría de los hogares disponían únicamente de 125 V.

En Inglaterra utilizan 240 V.

En los EE.UU. 110 V.

¿Qué es realmente la tensión, el voltaje o la diferencia de potencial?, (son los distintos nombres que podemos utilizar para referirnos a la misma).

Imaginemos dos depósitos, uno más alto que otro.

Llenamos el superior de agua y hacemos un agujero en la parte inferior y observamos que sale un chorro de agua con cierta fuerza.

Si lo elevamos, sale con más fuerza.

Si ponemos unas aspas observamos que giran con cierta velocidad en el primer supuesto y con mayor velocidad en el segundo.

Esa altura o diferencia de cotas (la más alta menos la más baja) es el potencial del sistema (diferencia de potencial, para ser exactos).

El problema es que el agua del depósito superior se agotará y el sistema se paraliza.

Para evitarlo podemos poner un retorno de abajo arriba para bombear el agua.

En el dibujo podemos ver, en un circuito eléctrico, que esa misión la cumple la pila o la central eléctrica en nuestro caso.

¿Para qué sirve la tensión?

En una instalación eléctrica nos indica la fuerza que tenemos disponible.

Con una pila de 1,5 V poco podemos hacer pero con 230V estamos en disposición de disfrutar de todos los electrodomésticos que deseemos.

Y ya que hemos mencionado la pila hemos de saber que existen dos clases de tensión, la continua y la alterna.

Tensión continua.

Es la que proporciona una pila o la batería del coche y es constante.

Tensión alterna.

Es la que tenemos en nuestra vivienda y no es constante, sino que varía (de ahí el nombre de alterna), de cero a un máximo para luego volver al valor cero, llegar a un máximo negativo y volver a cero.

La tensión puede tener distintos niveles:

Muy baja tensión. La tensión que alimenta las lámparas halógenas tipo campanilla (en el argot luminotécnico se llaman dicroicas).

Baja tensión. La tensión que disponemos en la red de nuestra vivienda.

Media tensión. La que llevan las líneas soterradas en las ciudades.

Alta tensión. La que llevan las líneas entre torres, que divisamos en el campo.

Volviendo de nuevo a la figura que representa la tensión alterna observamos que cambia con el tiempo.

El número de veces por segundo que hace un ciclo completo como el de la figura se llama frecuencia:

Frecuencia.

La unidad es el Hercio y se representa Hz.

También se conoce como ciclo.

La tensión que tenemos en nuestra casa tiene una frecuencia de 50 Hz.

Es la que se utiliza en Europa.

En Estados Unidos se utiliza una frecuencia de 60 Hz.

¿De qué nos sirve saberlo?

No podemos instalar en nuestra casa un frigorífico procedente de Estados Unidos.

Y lo mismo a la inversa.

Por aquello de la globalización cada día hay más receptores que llevan en la etiqueta lo siguiente:

50/60 Hz

Significa que podemos instalar ese aparato tanto en un continente como en el otro, siempre y cuando la tensión coincida.

Intensidad.

Es el paso de electrones por los conductores que unen un enchufe con un receptor.

En el símil hidráulico sería el caudal de agua.

Se mide en amperios.

¿Para que nos sirve conocerlo?

Para saber si un cable puede o no soportar su movimiento, por ejemplo.

Normalmente en las etiquetas no suele aparecer ese valor, pero es muy fácil calcularlo.

Potencia.

Es la capacidad de un aparato para realizar un trabajo.

Estamos hartos de oír: ese motor, ese aspirador, ese altavoz, es muy potente o menos potente que...

Se mide en vatios (W) y si nos referimos a un valor muy alto de los mismos se utiliza el término kilovatio (1000 W) y la unidad se convierte el kW.

¿Para qué nos sirve este dato?

Sabemos que una bombilla de 100W luce menos que una de 25W, porque una es capaz de realizar más trabajo que la otra.

Podemos imaginar, y de hecho es así, que una plancha eléctrica de 1200W nos va a dar menos juego que una de 2200W.

Que un aspirador de 2400 W aspira más que otro de 1200W.

Que si compramos uno de 800W ya sabemos a lo que nos exponemos, a que aspire muy poco.

Energía.

Todos los cuerpos, poseen energía debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, (el agua del depósito superior, por ejemplo) a su temperatura, a su masa y a algunas otras propiedades

En las diversas disciplinas de la física y la ciencia, se dan varias definiciones de energía, por supuesto todas coherentes y complementarias entre sí, todas ellas siempre relacionadas con el concepto de trabajo.

Porque energía es la capacidad de realizar trabajo pero a lo largo del tiempo.

¿Para qué nos puede servir conocer esta definición?

La compañía eléctrica está realizando una labor para nosotros, suministrarnos energía y cada dos meses (ahora uno) lo pagamos en la factura eléctrica.

Es el consumo, para que lo entendamos mejor.

Se mide en kilovatios hora: kWh

En este punto tendríamos que hablar de la tarifa eléctrica, ahora que está en boca de todos, tan polémica ella.

¡Pero lo dejaremos para otra ocasión!

Las pilas secundarias: acumuladores (II)

Ya comentamos que las pilas secundarias, una vez descargadas, permiten la restauración de su carga, utilizando un cargador específico.

Las pilas recargables proporcionan 1,2V en la mayoría de los casos.

Sin embargo, pueden sustituir a las pilas de 1,5V y los aparatos siguen funcionando.

Tres son los parámetros más importantes que definen un acumulador:

La capacidad.

Es la cantidad de energía que es capaz de acumular y por consiguiente, de restituir.

Se expresa en Amperios-horas y su símbolo es Ah.

Para entenderlo mejor, sirva el siguiente ejemplo:

Un acumulador de 2Ah es capaz de proporcionar 2A durante 1 hora ó 1A durante 2 horas ó 0,5 durante 4 horas, etc.

Un submúltiplo que se utiliza es el miliamperio-hora, símbolo mAh.

La capacidad varía en función de la tecnología con que se fabrique el acumulador.

Es preciso saber que la capacidad restituida por un acumulador no es constante, para una misma carga, pues depende de las condiciones ambientales de la descarga, por ejemplo, si la temperatura es baja, la capacidad disminuye.

Lo mismo si la demanda de corriente es elevada.

Para una misma tecnología la capacidad de un elemento es proporcional a su volumen.

En contrapartida en dos tecnologías diferentes y para una misma capacidad, los volúmenes no son siempre los mismos.

Hablaremos en el futuro de capacidad nominal de un elemento y la denominaremos C que es la marcada en la envolvente por el fabricante, basándose en la norma correspondiente.

La capacidad de los acumuladores varía desde los 1000 mAh hasta los 4500 mAh, según el tamaño.

Cuanto más alta sea la cifra, más durarán (aunque también tardarán más en cargarse).

Por lo tanto, a la hora de comprar pilas recargables tenemos que decantarnos por las que tengan mayor capacidad.

La tensión.

Varía en función de la tecnología, y se conoce como tensión nominal y es la tensión media del acumulador en fase de descarga

y en funcionamiento.

Éste valor disminuye a lo largo del tiempo de utilización, dependiendo de su naturaleza interna.

Tensiones nominales de un elemento para las tecnologías principales.

Plomo-Níquel cadmio-Litio-Alcalinas

  2V             1,2V           3,7V     1,5V

Las variaciones de esta tensión son debidas en parte a la resistencia interna.

La resistencia interna.

Es una característica que penaliza al acumulador. Por ella se provoca la caída de tensión en el acumulador cuando aumenta la corriente consumida.

Es debida, en parte, a las conexiones internas, a la inercia de la reacción química y a los sistemas de protección que se sitúan en el interior del acumulador.

Su valor puede variar de algunas decenas a varias centenas de miliohmios, en función de las tecnologías de fabricación.

Acumuladores de Ni-Cd.

Es una tecnología en desuso por tres motivos:

• Porque el cadmio es un elemento tóxico.

• Porque presentan el “efecto memoria”.

• Porque se consiguen capacidades mayores con otras tecnologías.

Efecto memoria:

Aparece cuando un acumulador, sin haberse descargado, se le somete a carga y ésta acción se repite.

Con el tiempo el acumulador considera esa carga residual como referencia y sólo se descargará hasta ese punto, no hasta el cero. La consecuencia es una perdida muy acusada de capacidad.

Acumuladores de Ni-MH (Níquel Metal Hidruro).

Es la tecnología que más se está utilizando porque presenta un “efecto memoria” muy bajo o nulo y sin problemas medioambientales.

También suministran 1,2 V y su capacidad, día a día va siendo mayor, en función de los avances que en esta materia se van consiguiendo.

En la envolvente de cada acumulador aparecen los datos que lo definen:

En primer lugar destaca el nombre de ACCU RECHARGEABLE, también el tamaño, por ejemplo R6 o Mignon AA, luego la capacidad, por ejemplo 2700 mAh.

Después figura el valor de la intensidad para una carga lenta.

Es muy fácil de recordar:

C/10, es decir (si partimos de la capacidad considerada), 270 mA y éste valor debe aplicarse durante 16 horas.

Tamaños.

Los tamaños que figuran a continuación son los más habituales:

USA     IEC     ANSI        Capacidad en m/Ah           Forma                                  Voltaje

AAA   LR03    24A               De 750-1000         Cilindro L: 44,5 mm, D: 10,5 mm        1,2 V

AA      LR06     15A              De 1.700-2.700      Cilindro L: 50 mm, D:14,2 mm            1,2 V

C          LR14     14A              De 2.500-3.000      Cilindro L: 46 mm, D:26 mm               1,2V

D          LR20     13A              De 4.000-4.500      Cilindro L: 58 mm, D:33 mm               1,2 V
PP6      6F22     1602              De 180-250           Prisma: 69,9mm × 34,5mm × 34,5mm  8,4 V

Cargadores de pilas.

Lo habitual es que manejemos tamaños AA y AAA.

Los tamaños C y D quedan para aplicaciones más sofisticadas.

Existen cargadores buenos y regulares, más baratos.

Interesa gastarse un poco más y comprar uno con microprocesador (“inteligente”) que detiene la carga si se llega al voltaje determinado, o si se excede la temperatura o si se excede el tiempo.

Carga de acumuladores de Ni-Mh (Níquel-Metal-Hidruro):

La recarga es el proceso por el cual se reestablece la energía que ha sido descargada del elemento.

La vida útil de un elemento depende de los ciclos de carga y descarga a la que sea sometido.

Los principales criterios para una carga efectiva son:

• Seleccionar el valor apropiada de carga.
• Limitar la temperatura.
• Seleccionar una técnica apropiada para la terminación de la carga. No utilizar cargadores de Ni-Cd (Níquel Cadmio) para cargar acumuladores de Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro).

Carga Lenta.

Para ello cargar los acumuladores con una corriente constante a un valor de C/10 con una terminación de carga delimitada por tiempo (16 Horas).

La carga deberá detenerse después 16 horas para un elemento completamente descargado. Sí la batería no está completamente descargada, la aplicación de 16 horas de carga, sobrecargará el elemento.

Carga Rápida (4 Horas).

Una batería Ni-Mh (Níquel-Metal-Hidruro) puede ser cargada con eficiencia y seguridad utilizando corrientes superiores a las descritas anteriormente.

Es necesario, sin embargo, un control de carga para terminarla antes de que la batería alcance los límites de temperatura recomendados por el fabricante.

Un elemento completamente descargado puede cargarse a un valor de C/3 con un temporizador que corte la carga en 3,6 horas.

La temperatura de los acumuladores no puede exceder los 55 ºC por celda.

Carga Súper Rápida (1 Hora).

Para cargar completamente acumuladores Ni-Mh en 1 hora sin sobrecargarlos y sin que éstos sufran deterioro por la temperatura, es necesario que el cargador esté equipado con sistemas de terminación de carga combinados con detectores de temperatura y voltaje.

Cargador inteligente.

A continuación se presenta un cargador inteligente de los muchos que hay a disposición de los compradores.

Tiene la ventaja de que nos olvidamos de los cuidados que hemos comentado ya que él se ocupa de todo.

Características:

• Ocho huecos independientes para el alojamiento de los acumuladores.

• Carga acumuladores Ni-Mh y Ni-Cd de tamaño AA, AAA, C o D.

• Modo de carga, seleccionable: lento, rápido y ultrarrápido.

• *Modo de acondicionamiento, rejuvenecimiento, disponible.

• Voltaje de entrada: 100-240V 50-60 Hz

*¿Sentimos curiosidad por saber qué es?

Es un modo de carga especial para recuperar el rendimiento de los acumuladores.

Consiste en aplicar una carga especial inicial, seguida de un ciclo de carga-descarga.

Requiere unas 7 horas para acumuladores AA/AAA y 30 horas para los tipos C/D.

Éste ciclo de acondicionamiento puede ser usado para recuperar acumuladores degradados y ejercitar aquellos que se han usado poco.

Para garantizar un buen estado de los acumuladores Ni-Mh se recomienda usar éste método una vez cada diez cargas normales.

 

Diferencia entre pilas, acumuladores y baterías (I).

¿Nos hemos preguntado alguna vez por qué se llaman pilas?

Alejandro Volta descubrió la pila o columna, a la que inicialmente llamó "órgano eléctrico artificial", estudiando los efectos del galvanismo sobre las ancas de rana.

Volta apiló discos de igual tamaño de cobre y de cinc, sólo o con estaño, alternados, que llevaban intercalados entre cada uno de ellos un paño humedecido con un ácido. Esta "pila de discos" empieza y termina con discos de diferente tipo.

Al ver la figura entendemos el por qué del nombre.

Lo cierto es que las pilas nos resultan familiares. Sabemos que las más pequeñas alimentan el mando a distancia, por ejemplo. Las del tamaño siguiente se utilizan en el aparato de radio, las siguientes en el radio casete y las más grandes en esa linterna superpotente que llevan los vigilantes. Por lo tanto conocemos y distinguimos los tamaños.

Pero debemos saber más cosas…

Como que se trata de un dispositivo que convierte la energía química en eléctrica y que ésta reacción se va extinguiendo hasta que se agota y hay que desecharlo, pero, atención, en los contenedores dispuestos para ello.

Hay varias calidades de pilas, cosa que también nos resulta familiar, por ejemplo las alcalinas y las más baratas, las salinas.
Vamos a ver las siluetas de los modelos más comunes y su designación “oficial”.

Se denominan de dos formas preferentemente, según el orden en el que están en el dibujo:

PP6 ó 6F22; AAA ó LR03; AA ó LR 06; C ó LR 14; D ó LR 20; 3R12R, conocida popularmente como petaca.

Podemos hacer un pequeño resumen de las más comunes:

Secas: También llamadas "salinas" o de "zinc-carbón", contienen muy poco mercurio (0,01%), toxicidad muy baja.

Alcalinas: Tienen un contenido de mercurio del 0,5%, son tóxicas.

Recargables: Contienen cadmio. No tienen mercurio. Son tóxicas.

"Verdes": Carecen de cadmio y mercurio, aunque se desconoce parte de sus componentes. Toxicidad desconocida.

Observamos que se menciona la palabra toxicidad.

Es un tema preocupante y también conocido y ya existen, por toda la geografía, unos vistosos contenedores donde depositar las pilas gastadas, para después proceder a su almacenaje y reciclado.

Todas las que hemos mencionado se denominan pilas “primarias”.

¿Existen otras?

Si, las secundarias.

Las pilas en las que el producto químico puede ser reconstituido pasando una corriente eléctrica a través de él en dirección opuesta a la operación normal de la pila, se llaman pilas secundarias o acumuladores.

Como ejemplo tenemos las que alimentan nuestro teléfono móvil.

Llegados a este punto conviene advertir que existe cierta confusión en la designación de pilas, acumuladores y baterías.

Pila es el nombre que se da a los elementos simples que proporcionan energía a una linterna o a un receptor de radio, por ejemplo, aunque se coloquen agrupados.

Acumulador es un elemento secundario capaz de descargarse y volverse a recuperar mediante un cargador externo conectado a la red de corriente alterna.

Existen varios tipos de acumuladores, que veremos en otra intervención sobre este tema.

Finalmente, el término batería hace referencia a la asociación o conexión de varias pilas, bien primarias o secundarias, formando un conjunto capaz de crear una tensión superior, igual a la tensión que suministra un elemento multiplicado por el número de ellos, conocido como asociación en serie o un conjunto capaz de proporciona una intensidad mayor, igual a la capacidad de un elemento multiplicada por el total (asociación en paralelo) (veremos que se conoce como capacidad la intensidad que pueden proporcionar a lo largo del tiempo y se expresa en Ah).

A la batería, si de elementos acumuladores estamos hablando, se le conoce en inglés como Pack (paquete, en español).

Por lo tanto el móvil lleva una batería de acumuladores. Nuestro coche lleva una batería de acumuladores. El teléfono inalámbrico lleva otra como la de la figura.

¿Qué tipos de acumuladores conocemos?

Dependiendo de la tecnología con que estén construidos podemos clasificarlos como:

Níquel-cadmio, popularmente Ni-Cd.

Níquel-hidruros metálicos, popularmente Ni-Mh.

Ión-litio, popularmente Ión-Li.

Litio-polímero, popularmente Li-Po.

De todos ellos hablaremos en otra ocasión…