ELECTRICIDAD PARA ANDAR POR CASA

Con este tema, y dentro de una visión generalizada, eminentemente práctica y sin excesivo rigor científico de los fenómenos eléctricos, pretendo que el lector que no tenga una idea clara sobre ellos pueda, después de una lectura meditada del escrito, adquirir o recordar los cocimientos básicos que le faciliten hacer frente a situaciones en las que esta energía pueda presentarle alguna dificultad en su quehacer diario.

En el tema Lo ínfimo, ya nos hemos referido a lo que se entiende por corriente eléctrica desde el punto de vista físico. En éste vamos a intentar detallar algunos aspectos fundamentales de esta fuente de energía, especialmente en lo referido a sus propiedades, distribución y utilización.

Si cogemos un recibo de la luz, observamos que entre los datos de la facturación figura, entre otros, “potencia contratada en kilovatios”. En principio no vamos a referirnos a este dato, porque antes tendremos que hacer mención a otros más básicos que nos facilitarán llegar a él.

Aunque no figura en el recibo, sabemos que el voltaje con el que esta energía llega a nuestra vivienda es de 220 voltios, un valor fijo, igual para todas las viviendas, e invariable con el consumo. Entonces, si no consumimos voltios ¿qué es lo que consumimos y qué significado tienen los voltios?

Los voltios son la diferencia de potencial eléctrico entre los dos hilos con la que esta energía llega a nuestra vivienda (los expertos podrían haber elegido otro valor), Esta diferencia de potencial es la que impulsa a los electrones para que circulen por los conductores cuando se cierra un circuito y se genere lo que conocemos como corriente eléctrica, que realmente es la que hace funcionar todos los dispositivos eléctricos de nuestro hogar (lo mismo que para que circule el agua cuando abrimos un grifo se precisa una diferencia de presión).

Generalmente, la conexión eléctrica llega a través de dos hilos desde el distribuidor general del bloque de viviendas al cuadro de entrada en la vivienda, donde están los dispositivos de seguridad de nuestra distribución individual. Cuando conectamos uno de nuestros aparatos a la red, por medio de un enchufe o de un interruptor, éste se une a cada uno de los dos conductores que están adecuadamente distribuidos por toda la vivienda y la corriente eléctrica comienza a circular a través de él haciendo que funcione de acuerdo con sus características. Así como la corriente eléctrica circula con facilidad a través de los conductores, si tienen la sección adecuada, cuando lo hacen a través de cualquiera de los aparatos que tenemos instalados lo hacen con mayor o menor dificultad, ya que todos estos aparatos oponen una resistencia (R) al paso de la corriente porque si no se produciría un cortocircuito; un incremento excesivo de la corriente que provocaría el disparo de alguno de los dispositivos de seguridad que integran el cuadro protector, lo que interrumpiría instantáneamente el suministro de corriente. .

Hasta ahora hemos hablado de la diferencia de potencial, cuya unidad de medida es el voltio (V) y que es la causa de que la corriente eléctrica pueda circular, y de que esta corriente, que tiene una intensidad mayor o menor dependiendo de la dificultad que encuentre (resistencia de cada aparato) para desplazarse, también tiene una unidad de medidas que se denomina amperio (A). La unidad de esa dificultad que la corriente eléctrica encuentra para circular y que de forma generalizada hemos denominado resistencia eléctrica (R) es el ohmio. Entre estas tres unidades existe una relación conocida como ley de Ohm, que se expresa mediante una fórmula que no vamos a utilizar pero que señalamos a continuación.

La citada ley nos dice que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor, expresada en amperios, es igual al valor de la diferencia de potencial eléctrica a la que está conectado, expresada en voltios, dividido por el valor de la resistencia que ese conductor opone al paso de la corriente, expresada en ohmios:

I = V/R

En un símil, la intensidad de la corriente podemos asemejarla al caudal de agua que sale por un grifo al abrirlo.

Como ya hemos señalado, la corriente es la causante de que los distintos aparatos funcionen, no la diferencia de potencial, aunque esta última sea la causa de que la primera pueda existir. El voltaje siempre es el mismo (220 V) pero la intensidad de corriente, los amperios, depende, como hemos dicho, de la dificultad que los aparatos oponen a su paso. ¿De donde sale, pues, el concepto de potencia (vatios)? Del producto de la cantidad constante (voltios) por la cantidad variable (amperios) que precisa (consume) el dispositivo conectado a la red (W = V por A). Este producto (potencia) se expresa, como hemos indicado, en vatios (W). Cada dispositivo precisa un determinado consumo de corriente (amperios) para su normal funcionamiento, y que como es lógico guarda relación con lo que conocemos como su potencia (vatios o kilovatios. Un kw = á 1000 vatios). Cada aparato lleva indicada su potencia.

Si disponemos, por ejemplo, de una cocina eléctrica de tres fuegos y la potencia de cada fuego es de 500 W, 800 W y 1200 W, su potencia total sería de 2500 W . Cuando utilizamos la cocina no solemos usar simultáneamente los tres fuegos, pero si el que utilizamos más frecuentemente es el de 1200 W tendremos que tener en cuenta mientras la estemos utilizando con esta potencia que, si la potencia contratada es de 4’6 kw (4600 W), sólo dispondríamos de 4600 – 1200 = 3400 W para su posible utilización en los otros aparatos disponibles. Ésta es la razón por la que hay que tener un cuidado especial en la conexión simultánea de aparatos a la red para no superar los kilovatios contratados. Para una mayor tranquilidad diré que esta situación no suele presentarse porque algunos aparatos como el frigorífico se conecta automáticamente durante pequeños instantes y otros como la cocina, lavadora, lavavajillas, etc., con mucho acierto, no solemos conectarlos de forma simultánea. Si el consumo, por exceso de aparatos conectados, excediese en un determinado porcentaje al contratado, saltaría alguno de los dispositivos automáticos que protegen la instalación para señalarnos esta situación.

Diré también que la sección de los hilos de la instalación interior, los que se distribuyen por toda la vivienda desde el cuadro con los dispositivos de protección, así como los dos conductores que unen este cuadro con el cuadro general del bloque de viviendas, donde también existen dispositivos de protección para cada vivienda, que suelen estar bajo el control de la empresa suministradora, deben tener la sección adecuada a la corriente que por ellos debe circular y que es función de la potencia consumida (menos sección para los hilos de alumbrado que para los que alimentan a la cocina eléctrica, por ejemplo). La razón de lo anterior es para evitar posibles calentamientos de los conductores, que en el caso más extremo de calentamiento podrían provocar un incendio.

Para el cálculo de la sección de los hilos conductores existe un procedimiento que utilizaban los antiguos instaladores y que voy a mencionar por su sencillez. El procedimiento señala que, para una diferencia de potencial de 220V, cada caballo de vapor (HP) de potencia utilizada requiere de un milímetro cuadrado de sección de hilo conductor de cobre. Como un HP equivale a 736 vatios, la sección del hilo de la conexión general de entrada en una vivienda que tenga contratados 4’6 kilovatios de potencia sería: 4600 / 736 = 6’3 milímetros cuadrados de sección nominal. Los antiguos instaladores también sabían que a esta sección nominal había que agregar un 50% como coeficiente de seguridad, en previsión de posibles sobrecargas, por lo que la sección real debería ser de 9’5 milímetros cuadrados. El hilo que se instalaría, en este supuesto, sería de 10 milímetros cuadrados por ser el que, de los que existen en el mercado, más se aproxima al valor calculado.

Con lo escrito hasta aquí podría dar por terminado este tema, pero aunque no tenga relación “con la casa” creo necesario, para completarle, escribir algo sobre la distribución de este tipo de energía desde el punto de su generación al de su utilización.

Empezaré por decir que existen dos tipos de corriente eléctrica; las denominadas corriente continua y corriente alterna. Esta última, por sus características, que a continuación señalaré, es la que se utiliza a nivel industrial.

La corriente continua es la generada por las dinamos, las pilas y los acumuladores eléctricos (que, recuerde, utilizamos en los coches). Esta corriente se caracteriza por circular siempre en un mismo sentido. En la práctica se ha convenido que circula del polo positivo (polo +) del generador al polo negativo (polo -) del mismo La corriente alterna, que es la generada por los alternadores[1], circula alternativamente en ambos sentidos, con una frecuencia que se ha fijado en 50 ciclos por segundo.

La principal ventaja de la corriente alterna, posible por sus alternancias, es que con unos dispositivos llamados transformadores (que no vamos a entrar en su funcionamiento y que sólo pueden utilizarse con la corriente alterna) podemos variar su tensión (voltios), aumentar o bajar sus valores a los que nos convengan para los usos que vayamos a hacer de ella. Si, como hemos visto anteriormente, para suministrar energía eléctrica a una vivienda a 220 voltios, con una potencia contratada de 4`6 kw, precisábamos un sección de hilo conductor de cobre, de 10 milímetros cuadrados entre el cuadro general y el de entrada a la vivienda, ¿qué sección precisaríamos para alimentar con la misma tensión (220 voltios) a una población que precisara 46.000 kw de potencia? El valor que se obtiene haría imposible la instalación de dicha red. Por ello, el transporte de esta energía desde los centros de producción se hace a alta tensión, para ello se utilizan transformadores a la salida de estos centros que elevan la tensión a un valor que nos permita utilizar una sección de conductores adecuada para hacer posible su transporte, y, en los centros de distribución urbana, con el mismo procedimiento, se reduce este valor al de consumo, en una o en varias etapas. Recordemos, que, para igualdad de potencia, a .mayor tensión (V) menos intensidad (I), y viceversa. Los amperios son los que determinan la sección de los conductores y los voltios su separación. Por esto último es por lo que los conductores de las líneas de alta tensión están tanto más separado cuanto mayor voltaje soportan.

[1] Una dinamo podemos considerarla como un alternador con modificaciones para que la corriente que genera sea continua.