En cualquier industria moderna se encuentran las instalaciones eléctricas industriales las cuales son sistemas diseñados para soportar altas demandas de energía garantizado la operatividad continua de maquinaria pesada y equipos. Los montajes eléctricos industriales se usan en sectores como la manufactura, la minería y la producción a gran escala, donde una falla eléctrica puede resultar en pérdidas importantes . Este artículo por parte de STM, proporciona una visión detallada de cómo funcionan estas instalaciones, destacando lo que las compone, tipos y normativas entre otras.
¿Qué son las instalaciones eléctricas industriales?
Las instalaciones eléctricas industriales comprenden sistemas diseñados específicamente para transformar, controlar y distribuir la energía eléctrica dentro de entornos industriales. Estos sistemas están configurados para operar con corriente trifásica, la cual sirve para alimentar maquinaria pesada y otros equipos industriales que requieren grandes cantidades de energía.
El diseño de estas instalaciones requiere una planificación detallada y estudios previos para garantizar su eficacia. Los ingenieros evalúan las necesidades energéticas de la planta y diseñan circuitos capaces de trabajar voltajes que generalmente se sitúan entre los 10 kV y 20 kV, lo cual se clasifica como media tensión. Sin embargo, en algunas instalaciones más grandes, donde la demanda de energía es excepcionalmente alta, los sistemas pueden operar en lo que se considera alta tensión, es decir, más de 30 kV.
Estos sistemas de distribución eléctrica facilitan el funcionamiento eficiente de las operaciones industriales, además incorporan medidas de seguridad tanto para la infraestructura como para el personal que trabaja en estas instalaciones
Elementos en una instalación eléctrica industrial
Para asegurar que una instalación eléctrica industrial funcione de manera eficaz y segura, se deben integrar varios componentes esenciales:
- Equipos de Medición y Contadores Eléctricos: Estos dispositivos sirven para monitorear y registrar el consumo de energía, permitiendo así una gestión de la optimización del uso eléctrico en la instalación. Deben instalarse en ubicaciones accesibles, aunque protegidas, para facilitar su lectura y mantenimiento.
- Cuadros Eléctricos: Actúan como centros de comando para distribuir la energía eléctrica a varios equipos y áreas de la planta industrial. Los cuadros eléctricos aseguran que cada máquina reciba la potencia adecuada y monitorean el funcionamiento de los circuitos para prevenir problemas.
- Transformadores: Estos aparatos ajustan los niveles de voltaje de la energía suministrada a los niveles requeridos por las instalaciones y equipos de la planta.
- Acometidas: Son las conexiones que transportan la electricidad desde la fuente de suministro hasta las instalaciones. Pueden ser aéreas o subterráneas, aunque las subterráneas son más comunes por su seguridad y menor impacto visual.
- Arrancadores: Utilizados para iniciar y detener los motores eléctricos, estos dispositivos también protegen contra fluctuaciones de voltaje que podrían dañar los equipos.
- Toma a Tierra: Fundamental para la seguridad, este sistema disipa el exceso de voltaje y previene accidentes eléctricos al derivar el voltaje excesivo hacia el suelo.
- Tomas de Corriente: Instaladas estratégicamente a lo largo de la planta, permiten conectar equipos y herramientas eléctricas de manera segura como práctica.
- Interruptores:
- Interruptor General: Controla la activación o desactivación de todo el sistema eléctrico de la planta.
- Interruptores Termomagnéticos: Ofrecen protección contra cortocircuitos y sobrecargas, salvaguardando así la infraestructura eléctrica.
- Interruptores Derivados: Se utilizan para controlar y proteger líneas o alimentadores específicos.
- Interruptores de Control: Limitan el consumo de energía y protegen contra sobrecargas.
Tipos de Instalaciones Eléctricas Industriales
Las instalaciones eléctricas industriales se clasifican según su aplicación y el nivel de tensión que manejan. Cada categoría atiende a necesidades específicas dentro del sector industrial, facilitando desde la generación hasta la distribución de energía eléctrica.
Instalación Eléctrica Según el Uso
1. Instalaciones de Transporte
- Aéreas: Utilizan conductores montados sobre soportes para transmitir electricidad.
- Subterráneas: Se instalan bajo tierra en zanjas o túneles, protegiendo los cables de las condiciones ambientales adversas.
2. Instalaciones Generadoras
Estas instalaciones convierten diversas formas de energía (como mecánica o solar) en energía eléctrica. Comúnmente, utilizan líneas de alta tensión para transportar electricidad a grandes distancias.
3. Instalaciones Receptoras
Convierten la energía eléctrica recibida en otros tipos de energía para su uso en procesos industriales. Incluyen componentes como conductores, sistemas de alimentación, controles, seguridad, y puntos de consumo.
4. Instalaciones Transformadoras
Modifican las características de la energía eléctrica, como la tensión, para adaptarla a diferentes usos, ya sea elevándola para la transmisión o reduciéndola para el consumo seguro.
Instalación eléctrica Según la Tensión
1. Instalaciones de Alta Tensión
Predominantes en ambientes industriales, estas instalaciones trabajan voltajes superiores a 1000 voltios en corriente alterna o 1500 voltios en corriente continua. Son esenciales para actividades que incluyen la generación, transporte, distribución y transformación de energía eléctrica a gran escala.
2. Instalaciones de Baja Tensión
Destinadas al consumo final, operan bajo los 1000 voltios. Son comunes en entornos menos exigentes energéticamente que las grandes industrias, como las pequeñas empresas o aplicaciones residenciales.
3. Instalaciones de Muy Baja Tensión
Utilizadas raramente, operan con potencias inferiores a 24 voltios, típicamente en aplicaciones específicas que requieren muy baja energía.
Cada tipo de instalación eléctrica industrial tiene su función y complejidad, diseñadas para cumplir con los requisitos energéticos de la industria moderna. La elección adecuada de la instalación no solo optimiza la eficiencia energética sino que también asegura la seguridad y la sostenibilidad de las operaciones industriales.
Normativas Instalaciones Eléctricas Industriales
Al ejecutar instalaciones eléctricas industriales, hay que seguir una serie de normativas y estándares establecidos por autoridades competentes para garantizar la seguridad y eficiencia de estas infraestructuras.
En España, el Ministerio de Industria, Energía y Turismo es la encargada en la regulación de las normativas que afectan a la seguridad industrial, incluyendo específicamente las instalaciones eléctricas de alta y baja tensión. Este ente asegura que todas las instalaciones cumplan con los requisitos técnicos y de seguridad vigentes.
Las instalaciones de alta tensión están reguladas por el Real Decreto 337/2014, de 9 de mayo. Este documento legal incluye el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad y sus correspondientes Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC-RAT 01 a 23), que detallan los estándares específicos que deben seguirse en el diseño, implementación y mantenimiento de estas instalaciones.
Además, es necesario comunicar cualquier proyecto de instalación de alta tensión a las Entidades Colaboradoras de la Administración, las cuales actúan como entidades tramitadoras para asegurar el cumplimiento con todas las normativas aplicables. Esto incluye la presentación de un estudio inicial que documente el diseño completo y los recursos que serán utilizados.
Finalmente, la ejecución de dichos proyectos debe estar a cargo de empresas que estén debidamente autorizadas y certificadas por el Ministerio. Esto garantiza que las instalaciones se realicen con los más altos estándares de calidad y seguridad.
¿Cómo es el diseño de una instalación eléctrica industrial?
El diseño de instalaciones eléctricas industriales debe adaptarse específicamente a las necesidades de cada área de producción, siguiendo rigurosamente los estándares de seguridad y regulaciones vigentes. Aquí te detallo cómo debería ser un diseño efectivo:
Planificación y Evaluación de Necesidades
Inicialmente, hay que evaluar las demandas energéticas de las distintas zonas de producción. Esto incluye determinar la potencia necesaria, considerando factores como el tipo y la cantidad de maquinaria y equipos que se utilizarán.
Ubicación y Configuración del Espacio
- El diseño debe contemplar la disposición óptima de las áreas de trabajo para maximizar la eficiencia y accesibilidad.
- Se debe considerar cómo el emplazamiento afecta y se integra con su entorno inmediato.
- Planificar la colocación de equipos pesados y cómo estos interactúan con el sistema eléctrico.
Seguridad y Normativa
El diseño debe incorporar sistemas de protección y aislamiento avanzados para prevenir accidentes como descargas eléctricas e incendios. También se deben integrar medidas como sistemas de ventilación adecuados, señalización clara y alumbrado de emergencia, cumpliendo con todas las normativas de seguridad industrial relevantes.
Flexibilidad para Futuras Modificaciones
Considerar posibles cambios futuros en la configuración de los equipos o actualizaciones tecnológicas que puedan requerir ajustes en la infraestructura eléctrica y prever variaciones en la carga eléctrica estudiando las posibles caídas de tensión que estas puedan generar.
Diseño de los Sistemas Eléctricos
Los planos eléctricos deben detallar la ubicación de los paneles de control y las rutas de suministro de energía, asegurando que sean fácilmente accesibles para mantenimiento y reparaciones.
Sistemas Auxiliares de Suministro
Para garantizar la continuidad del suministro eléctrico, es aconsejable incluir sistemas de respaldo como generadores y UPS (sistemas de alimentación ininterrumpida), que pueden ser útiles en caso de que la red principal de fallos.
En conclusión, las instalaciones eléctricas industriales son necesarias en la operación y seguridad de industrias modernas, las cuales trabajan altas demandas de energía para soportar maquinaria pesada y procesos de producción a gran escala. STM, al liderar en este campo, asegura que estas instalaciones no solo cumplen con todas las normativas vigentes, sino que también están diseñadas para maximizar la eficiencia energética y la seguridad. La adaptación de cada diseño a las necesidades específicas de cada área de producción, junto con una planificación cuidadosa y un enfoque en la seguridad, garantiza la fiabilidad y sostenibilidad de las operaciones industriales.