(3) NOVAS SOLUCIÓNS PARA VELLOS PROBLEMAS: OS DISPOSITIVOS DE DETECCIÓN DE FALLA DE ARCO.

Comentabamos no artigo anterior o feito de que coa introdución das tres tecnoloxías de control das  sobreintensidades que nel describiamos, tempo dependente, tempo independente e de derivación, que a seguridade das instalacións mellorara de forma tal que durante moitos anos pareceu que poucas cousas máis se podían facer para reducir de forma apreciable os riscos asociados á distribución da enerxía eléctrica no fogar; polo menos a un custo razoable.

Con todo a porcentaxe dos incendios de orixe eléctrica, aínda que que se reduciu de forma moi apreciable coa posta en funcionamento das proteccións antes descritas, continuaba e continua sendo demasiado elevada para os niveis de esixencia actuais. Máis de cen mil incendios ao ano, con mortos e feridos, miles de millóns de euros en danos materiais, e nalgúns casos con perdas irreparables de bens históricos ou artísticos, son razóns suficientes como para investigar un pouco máis nas orixes dun incendio de orixe eléctrica e na súa detección temperá. Nesta investigación chegouse á conclusión de que unha parte moi importante destes incendios podíanse atribuír a defectos na instalación eléctrica causados por fallas de arco.

Pero, que son as fallas de arco? Lembremos que os defectos eléctricos pódense dividir xenericamente en fallas serie e fallas paralelo. As fallas serie son as interrupcións da continuidade dun ou máis dos condutores activos do sistema, e as fallas paralelo o paso ao estado de condución eléctrica dun illamento. Dito doutra forma: os defectos no condutor orixinan a fallas serie e os defectos no illamento orixinan as fallas paralelo. Tradicionalmente asumíase que a perda de continuidade eléctrica na fallas serie era sempre total, e que a  impedancia do defecto nas fallas paralelo igual a cero. Esta simplificación, necesaria no seu momento para poder realizar os elementos de protección tecnoloxicamente posibles e economicamente rendibles nunha época concreta, nono é na actualidade. Podemos, e debemos, asumir que en moitas ocasións a perda de continuidade nos condutores nunha falla serie  non é tal, senón unha diminución da sección útil, normalmente por rotura dalgún dos fíos dos que está composta a sección total, e que a  impedancia do defecto nunha falla paralelo é distinta de cero. Para chegar a comprender de como se producen as fallas de arco analizaremos brevemente a súa orixe nos dous casos citados: falla serie e falla paralelo.

Falla serie sen perda total de continuidade.

As terminacións e  empalmes incorrectamente realizados, os contactos e conexións soltas ou frouxas, que  non foron  repretadas despois da posta en marcha da instalación, ou aquela que no pelado do condutor perderon parte dos fíos que forman a  filástica do cable, os esmagamentos dos cables por variadas causas, os cables para instalacións fixas utilizados para servizos móbiles, son algunhas das múltiples causas de  diminución, ás veces moi grave, da sección do condutor. Cando un cable nestas condicións, é sometido á circulación da intensidade de corrente para a que foi calculado, quéntase moi por encima da súa temperatura máxima, circunstancia esta que non vai ser detectada polas proteccións tempo dependente, para as que non está a suceder nada anormal. O cobre do condutor comeza un proceso de  oxidación acelerado que agrava aínda máis a situación podendo chegar á perda de material. Por desgraza esta perda non conduce á interrupción da condución eléctrica senón que habitualmente esta vaise manter a través dun arco eléctrico que acabará sendo un factor primordial na orixe do incendio.

Falla paralelo á impedancia maior que cero.

Neste caso son as agresións que poida sufrir o illamento o noso motivo de preocupación. No caso das instalacións encaixadas un cravo ou un trade na parede, radios de curvatura demasiado pequenos no trazado das canalizacións, e os excesivos esforzos de tracción no tendido do cable son as causas máis frecuentes de problemas nos illamentos destas canalizacións, mentres que no caso dás instalacións superficiais o son os golpes, e nas instalacións móbiles o esmagamento polo paso de vehículos e a caída de obxectos e ferramentas, as causas máis citadas. Tamén son habituais causas de deterioración do illamento a acción dos roedores e o gretado deste por envellecemento natural ou acelerado polas condicións externas. Todas estas causas citadas e outras moitas que agora non lembramos, poden orixinar unha condución eléctrica esporádica ou permanente entre condutores activos a través dun arco eléctrico que, como no caso anterior, será un dos elementos determinantes na orixe dun incendio.

Sistemas de detección do arco eléctrico.

Lembremos que os sistemas de protección convencionais, é dicir os recollidos como obrigatorios no vixente  REBT, carecen da capacidade de detectar esta fallas serie sen perda total de continuidade nin as paralelo a impedancia maior que cero, e menos aínda os arcos eléctricos asociados a elas, mentres que os valores da corrente que circula polo condutor permaneza por baixo dos valores que asignamos no deseño destas proteccións como normais. É necesario, por tanto, desenvolver novas estratexias que nos permitan a súa detección inequívoca; e económica!, non esquezamos que a protección debe ter un prezo axustado ao valor do protexido e á probabilidade de ocorrencia do problema a detectar.

A solución teórica parece clara: posto que a falta pode producirse tanto na canalización eléctrica como no aparello conectado a ela, teremos que deseñar un elemento que sexa capaz de detectar a presenza de arcos eléctricos para ser instalado na orixe da canalización eléctrica. O primeiro problema co que se atoparon os deseñadores da referida protección foi o feito de que os motores eléctricos dalgúns aparellos, por exemplo os secadores de pelo, as aspiradoras, trade de man, etc., producen pequenos arcos no seu funcionamento normal que é necesario distinguir con fiabilidade daqueles que teñen a súa orixe nas faltas antes descritas.

Por sorte na actualidade a integración entre a electrotecnia e a electrónica é xa unha realidade, e en pouco tempo as grandes firmas do sector conseguiron fabricar e poñer no mercado a un prezo razoable un circuíto detector que identifica con total seguridade a estrutura característica dos arcos asociados a unha e outra das faltas descritas. Non queda máis que introducir devandito circuíto nunha caixa modular, semellante a calquera das outras da aparamenta de protección modular instalado de forma que este novo dispositivo ao detectar a aparición dun destes arcos provoque, por medios mecánicos ou eléctricos, a apertura do  interruptor magnetotérmico do circuíto principal.

Resumo final.

Ao longo destes tres artigos tentamos facer un achegamento ás tendencias actuais na protección dos edificios contra os incendios de orixe eléctrica. Na primeira entrega relatabamos a mellora da seguridade que as propias instalacións eléctricas supuxeron nos albores do século  XX, e os riscos característicos asociados a esta forma de enerxía, con especial atención ao mito do curtocircuíto.

Na segunda entrega analizabamos a evolución dos dispositivos de protección das instalacións eléctricas e, en consecuencia, da mellora da protección dos edificios contra os incendios de orixe eléctrica. Os dispositivos a tempo dependente para a protección contra os problemas producidos polo exceso de potencia conectada; o dispositivos tempo independente para os problemas provocados por unha falta paralelo entre condutores activos e, en consecuencia, a brusca xeración dunha gran cantidade de calor nun punto do circuíto eléctrico; e finalmente os dispositivos de protección contra as faltas paralelo entre un condutor activo e o condutor de protección, denominados coloquialmente “diferenciais” e que inclúen a protección de persoas.    

       

Finalmente nesta última entrega falamos brevemente dos novos dispositivos de detección de fallo de arco que pecha o oco de seguridade existente nas instalacións, mellorando a protección das persoas, os edificios e os seus contidos.