¿como se genera la electricidad?

NOCIONES DE CÓMO SE GENERA Y DISTRIBUYE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Por el Ing. M.N. FELIPE GARDOQUI OLMOS


Son pocas las personas que tienen una idea de cómo se produce o genera la Energía Eléctrica que se usa en los hogares, comercios, industrias, etc. Y lo mismo como se trasmite y distribuye.

Como considero de importancia este conocimiento, principalmente para destruir los conceptos erróneos que se tienen de Nuestra Industria Eléctrica Nacionalizada, me he impuesto esta tarea, esperando sea de gran utilidad.

Para principiar diré que en mi opinión, el descubrimiento máximo desde que existe la humanidad, es la ELECTRICIDAD.

Por ella, el hombre ha podido llegar a la luna y no se tiene idea hasta dónde podrá llegar en un futuro próximo. Tal vez sea en la curación de muchos tipos de enfermedades.

La comparo con la famosa Lámpara de Aladino, que con sólo frotarla obtenía todo lo que deseaba. Con la electricidad basta oprimir un botón o mover una palanca para que se obtenga la luz, frío, calor, etc. Y lo más importante, la comunicación a grandes distancias.

A pesar de que la electricidad es una maravilla, es muy peligrosa cuando no se sabe usarla. Da la idea de un Tigre que está agasapado esperando el primer descuido para atacar y matar.

Existe la creencia errónea, de que solamente la corriente de alto voltaje, es la que produce la muerte. La mayoría de las veces, el fallecimiento se produce por quemaduras internas muy severas con producción de toxinas que los riñones no alcanzan a eliminar y viene la muerte por insuficiencia renal y no por el contacto con la electricidad.

En cambio, la corriente de bajo voltaje, es la que produce el mayor número de muertes. Esto ocurre, porque al hacer el cuerpo humano contacto con la electricidad, se produce una fibrilación ventricular que impide al corazón trabajar normalmente hasta que viene el paro circulatorio y con ella la muerte.

Otra cosa muy importante que se debe saber, es que cada persona tiene una resistencia específica al paso de la electricidad. Hay personas que pueden hacer contacto con un cable o equipo energizado de 440 o más voltios sin que les pasa nada, en cambio hay quien se haya electrocutado con un corriente de 110 o menos voltios. Esta resistencia específica varía bastante con el estado del organismo, principalmente cuando se tiene fatiga o cuando se ha ingerido bastante líquido, baja proporcionalmente.

Existe un mineral al cual los griegos lo llamaron IMAN. Este tiene la propiedad de atraer los metales, pero, además, como la Tierra tiene dos polos, que se les conoce como POSITIVO Y NEGATIVO, constantemente está saliendo unas líneas de fuerza del polo positivo y regresan por el negativo. A este fenómeno se le conoce como Flujo o capo magnético, es invisible, pero para apreciar éste fenómeno hay una prueba muy sencilla. Se consigue limadura de hierro, un imán y una hoja de papel preferentemente blanco. Se coloca la limadura arriba de la hoja y por la parte inferior de la se le pasan varias veces el imán, hasta que se note que la limadura forma unas líneas que van en una sola dirección.

Posiblemente si no se hubiera descubierto este fenómeno, el hombre no hubiera podido producir la energía eléctrica. Hay que señalar también que se descubrió que hay buenos y malos conductores de la electricidad, siendo los mejores los metales, principalmente el cobre.

Todo este preámbulo, es con el fin de que se entienda cómo se genera la Energía Eléctrica, porque la teoría dice:

Para producir una fuerza electromotriz, es necesario que un conductor eléctrico corte o atraviese un campo magnético. El valor de esta fuerza es proporcionar al número de líneas de fuerza cortadas en un segundo.

Para conseguir lo anterior, se ideó una máquina a la que se le llama GENERADOR. Este consta de un rotor que es la parte que gira y un Estator, la parte inmóvil, que asu vez contiene a base en donde se instalan los soportes o cojinetes, para sostener el eje del Rotor.

En la producción de energía eléctrica, se pueden obtener dos clases de corrientes: Directa o alterna.

Cuando en el generador se instalan los imanes en el Estator y, en el Rotor los conductores eléctricos, se producirá una corriente DIRECTA.

Por el contrario, cuando se instalan en el Rotor los imanes y en el Estator los conductores, se obtendrá una corriente ALTERNA.

En la industria eléctrica, se usan imanes artificiales, porqué los permanentes, son muy pesados y costosos.

En el caso al que me voy a referir de la producción de energía eléctrica de esta Industria, es precisamente la corriente ALTERNA la que se produce, por las múltiples ventajas que se tienen sobre la corriente DIRECTA, principalmente en su transmisión, transformación y distribución.

En los locales en donde se instalan estos generadores, se les llaman Plantas Hidroeléctricas y Termoeléctricas.

Las primeras trabajan aprovechando una caída de agua sobre unos alabes o paletas que se encuentran en la periferia de una o más ruedas empotradas por un eje. Al chocar el agua en ellas, le imprimen un movimiento de rotación al conjunto llamado Turbina, que consta de dos partes, un Rotor y un Estator en donde también se encuentra la base y los soportes para el eje del Rotor.

A estas turbinas se les conoce como Hidráulicas y se les acopla el generador, de manera que al girar la turbina por el impacto del agua, esta a su vez hace girar al generador produciéndose así la energía eléctrica.

En este caso la transformación es de energía cinética en eléctrica. En el segundo caso ya son más complicadas las transformaciones de energía, porque es necesario hacer las siguientes:

Primero: Hay que emplear un combustible, que al combinarse con el oxígeno se produzca una reacción química con producción de calor. Este calor se le imparte al agua para convertirla en vapor y en esta forma se obtiene la primera transformación de energía química en térmica.

Segundo: Una vez que se obtiene el vapor, se le hace fluir a una turbina en donde al chocar sobre una serie de alabes o paletas instaladas en la periferia de unas ruedas empotradas en un eje, le imprimen un movimiento de rotación y así se obtiene la transformación de energía Térmica en cinética.

Tercero y último paso: A la turbina se le acopla el generador y se obtiene la transformación de energía cinética en eléctrica.

Para efectuar las transformaciones anteriores, se necesita contar con:

Ø Una Caldera en donde obtiene el vapor.
Ø Una turbina de vapor.
Ø Un generador

Estos tres elementos principales necesitan su funcionamiento de otras máquinas y accesorios, a lo que se les denomina Aparatos auxiliares y son principalmente: Bombas, tuberías, válvulas, depósitos, tableros de control, laboratorios, etc.

Las plantas hidroeléctricas tienen las principales ventajas siguientes: el ahorro de energéticos por trabajar con agua y un reducido número de operadores, porque el equipo es poco y menos complicado. A cambio de éstas, sus desventajas son: se tienen que instalar en lugares en donde se tenga suficiente agua y por lo regular estos lugares se encuentran distantes de donde se va a consumir la energía, por lo que hay que construir caminos, tener líneas de transmisión muy largas. Cuando no llueve lo suficiente hay que bajar su producción. El costo de su construcción es bastante elevado y tardado, por las obras que se tienen que hacer, con Presas, Canales, etc.

Se dice de las termoeléctricas que son un mal necesario por su alto costo de operación. Se necesita más personal calificado para atender el equipo y porque se tiene que usar grandes cantidades de combustible.

Las principales ventajas son: El respaldo de las hidroeléctricas cuando falta el agua. Su costo de construcción es más barato y rápido. Se pueden instalar en lugares próximos a donde se va a consumir su producción y por último en donde no hay mucho agua, como es el caso de la mayor parte del país.

Existen otras Plantas termoeléctricas, como las de Turbinas de Gas, las de motores de combustión interna, las geotérmicas y por último las Nucleoeléctricas.


INTRODUCCIÓN:

Para el estudio de un proceso de conexión, o bien para la conexión de una máquina eléctrica o de una instalación, el especialista en energía eléctrica, debe dibujar el esquema de conexiones, en el que se pueda observar claramente el curso de la corriente y la conexión conjunta de fuentes, máquinas, instrumentos, etc., a su vez todo electricista que trabaja con corriente industrial, debe interpretar los esquemas de conexiones, a fin de que las instalaciones que realice, funcionen son seguridad y sin contratiempo.

Por ello es necesario que las personas que deban manejar la energía eléctrica. Posean conocimiento detallado de las técnicas de conexión, interpretación y elaboración de diagramas.

INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Las instalaciones eléctricas ofrecen un campo enorme de oportunidades para hombres prácticamente instruidos, tanto bajo la forma de cargos interesantes bien retribuidos en diferentes compañías y patrones como bajo la forma de empresas propias.

NECESIDAD DE CONOCIMIENTOS SOBRE INSTALACIONES ELÉCTRICAS:

Para el trabajo de conservación y sostenimiento, prácticamente todas las fábricas o las plantas industriales que se construyen en la actualidad están completamente electrificadas y cuentan con instalaciones completas.

Estas fábricas ocupan constantemente miles de electricistas expertos en trabajos interesantes y bien pagados de conservación y reparación de sus máquinas eléctricas, sus instalaciones de alumbrado y sus circuitos eléctricos y también la instalación de nuevos motores y en el teniendo de nuevas líneas, para sus nuevas líneas de alumbrado.

Todo individuo ocupado en la conservación de instalaciones eléctricas de cualquier fábrica tendrá que realizar, por lo general, una gran variedad de trabajos interesantes y tendrá oportunidad para utilizar todos y cada uno de los conocimientos generales que pueda obtener.

El electricista de una pequeña población tendrá también; por lo general que cuidar, las instalaciones de alumbrado y de motores; tendrá que buscar las averías y efectuar reparaciones de toda clase, desde un fusible que se ha quemado hasta cortos circuitos en las instalaciones o defectos en la maquinaria motriz.

BÚSQUEDA DE AVERIAS:

Tanto si el electricista está empleado en un empresa como si trabaja por su cuenta, una buena parte de su trabajo será a menudo lo que se llama buscar averías.

Este término cubre muchas cosas, desde la búsqueda de un corto circuito en una plancha, hasta averiguar en qué consisten las dificultades encontradas en un circuito de fuerza de algún taller o alguna fábrica importante. Sea como fuere, lo único que suele ser necesario es aplicar bien los conocimientos adquiridos para seguir y probar un circuito.

Es muy importante no perder la calma cuando se presenta una emergencia de esta clase y buscar la falla de manera sistemática y metódica probando una a una las diferentes partes del circuito de instalación hasta conseguir la localización del punto en el que está la avería.

Téngase siempre en cuenta que cualquiera que sea el problema que se presente, siempre puede resolverse y que alguien lo resolverá sin duda alguna. Si el electricista llamado consigue localizar y remediar la avería tendrá un tanto a favor y ello podrá ser una fuente de nuevos negocios en el porvenir o buen puede representar la posibilidad de un ascenso en su trabajo.

AVERIAS EN FUSIBLES:

Al probar los circuitos de las instalaciones eléctricas debemos empezar siempre por el interruptor de toma o la caja de fusibles.

Compruébese si la línea tiene corriente partiendo de los conductores de toma exterior y si tiene corriente, pruébese después los fusibles. Estos pueden probarse en la lámpara de prueba o con el ohmetro.

CAUSAS COMUNES EN LOS CORTOS CIRCUITOS.

Siempre se encuentran fusibles fundidos, es conveniente verificar las causas posibles y las condiciones existentes en los circuitos antes de reemplazar los fusibles. A veces se averigua que alguien acaba de conectar y probar algún nuevo aparato eléctrico que quizá tuviera defecto o fuera una carga demasiado grande para el circuito y los fusibles. No es raro que esos aparatos se encuentren mal conectados. A veces, preguntando a la gente de la casa se puede averiguar la causa probable de la avería.

Por ejemplo, la señora de la casa puede haber estado planchando cuando de pronto se produjo un chispazo en la plancha, se apagaron las luces y la plancha se enfrió. Esto indicaría probablemente un cordón flexible de la plancha defectuoso o un corto circuito en el enchufe o el elemento de caldeo.

El otro caso, es posible que algún niño haya tropezado con el pié el cordón flexible de una lámpara de piso ocasionando el apagón de todas las luces.

Si los fusibles se funden muy seguido esto puede sea un indicio de que el circuito está sobrecargado y en esos casos debe instalarse otro circuito y otro grupo de fusibles.

Una prueba muy fácil para buscar cortos circuitos, es quitar el fusible y poner en su lugar una lámpara. Si la lámpara se enciende cuando todos los demás aparatos de este circuito se han desconectado, o se han abierto sus interruptores, ello indica la presencia de un corto circuito entre los conductores.

LOCALIZACIÓN DE LOS CORTOS CIRCUITOS Y LAS TIERRAS.

Para localizar un corto circuito es conveniente ver si los interruptores de todas las luces del circuito se han apagado y si no está conectado ningún aparato en los diferentes enchufes.
Si de esta manera desaparece la dificultad con que se tropezaba, ello indica que alguno de los aparatos tiene un defecto.

Haciendo que alguien observe la lámpara de prueba puesta en el interruptor de 2 x 30 amperes de porcelana a medida que van enchufando esos aparatos uno a uno, y cerrando sus interruptores, puede encontrarse fácilmente el aparato que origina la dificultad, observando la lámpara. Si el circuito esta bien, la lámpara dará poca luz, pero si tiene algún defecto, la lámpara brillará con toda intensidad. Esto se debe a que esta en serie con la carga de la línea.

La mayoría de los trastornos que se producen en los fusibles de las casas se deben a cordones flexibles defectuosos de los aparatos portátiles.

Si desconectando todos los aparatos del circuito no se resuelve la dificultad, es evidente que esta puede estar en la instalación. En este caso, debemos seguir paso a paso el circuito y abrir las cajas de salida, sacando los amares e incluso desconectándolos, si es necesario, para localizar la avería en una sección. En una gran parte de los cortos circuitos se deben a amarres mal encintados en las cajas de registro.

En la práctica encontrará otras muchas, pero aplicando los métodos generales y los conocimientos adquiridos sobre los circuitos y los principios de la electricidad. No se tropezará con dificultades para localizarlos.

Cada vez que se encuentran y se corrige alguna dificultad que no se había encontrado antes, la resolución de dicha dificultad debe producirle una gran satisfacción, porque contribuye a aumentar su experiencia y le resultará más fácil localizar alguna otra parecida la próxima vez.