Sistemas eléctricos industriales: guía práctica para entender este asombroso mundo

Imagina esto: estás a cargo del mantenimiento eléctrico de una empresa y de repente todas las máquinas se detienen. Las luces parpadean. Los sistemas de seguridad empiezan a sonar. Y todos te miran a ti esperando una solución inmediata. ¿Sabrías qué hacer? En los próximos 5 minutos, te daré todas las herramientas para entender cómo funcionan los sistemas eléctricos industriales. Desde la media tensión hasta los variadores de frecuencia.

El corazón del sistema: ¿qué es realmente un sistema eléctrico industrial?

Vamos a definir qué es un sistema eléctrico industrial y por qué es mucho más complejo que el sistema eléctrico de tu casa. Mientras que en tu casa tienes 127 volts y unos pocos circuitos, en la industria hablamos de sistemas que manejan miles de voltios y decenas de circuitos conectados.

Por cierto, en la lista de correo de Trafomex, esta semana vamos a hablar de soluciones a problemas muy interesantes de electricidad industrial. Si es algo que te interesa y quieres seguir aprendiendo, ya son miles de suscriptores que siguen mejorando sus conocimientos en Trafomex.com.

La electricidad fluye desde la red externa hasta cada máquina de la empresa, pasando por transformadores y cuadros de distribución. En la industria no solo importa tener electricidad, sino tener la cantidad exacta, con la calidad adecuada y con sistemas de respaldo para emergencias.

Los sistemas eléctricos industriales pueden clasificarse según su nivel de tensión:​

• Baja tensión: hasta 1,000 V.​
• Media tensión: entre 1,000 V y 35,000 V.​
• Alta tensión: más de 35,000 V.​

La elección depende de las necesidades específicas de la planta y de los equipos que se vayan a utilizar.​

La energía se transforma desde la alta tensión que llega a la planta hasta los diferentes voltajes que necesita cada máquina. Un dato importante es que los sistemas industriales suelen usar corriente trifásica, que es más eficiente para máquinas grandes pero también más compleja de entender y mantener.

¿Cuáles son los 8 componentes clave de un sistema eléctrico industrial que debes conocer? Vamos a revisarlos uno por uno en las siguientes secciones...

Transformadores y acometidas: la puerta de entrada a tu sistema

Los Transformadores eléctricos industriales

¿Alguna vez has visto esas enormes cajas metálicas en las plantas industriales que hacen un zumbido constante? Son transformadores, y sin ellos, ninguna máquina podría funcionar. Vamos a entender qué son los transformadores industriales y las acometidas, y por qué son la puerta de entrada de toda la energía a tu planta.

Un transformador mal dimensionado o con mantenimiento deficiente puede ser la causa de problemas eléctricos en toda la planta, incluso si el resto del sistema está perfecto.

Los diferentes tipos de transformadores que puedes encontrar en la industria son: secos, en aceite, de potencia, de distribución y de control.

Un transformador puede reducir el voltaje de 13,800V que llega de la compañía eléctrica a los 480V que necesitan tus máquinas. Un dato importante es que un transformador no debe operar por encima del 80% de su capacidad nominal durante periodos prolongados, o su vida útil se reducirá drásticamente.

¿Qué son las acometidas?

Las acometidas son las conexiones que enlazan la red eléctrica externa con la instalación industrial. pueden ser aéreas o subterráneas, y cada una tiene sus ventajas. Las subterráneas son más seguras pero más difíciles de revisar y reparar.

Cuadros eléctricos y protecciones: el cerebro que controla y protege todo

¿Has visto alguna vez esos grandes armarios llenos de cables, interruptores y luces? Son los cuadros eléctricos, también llamados tableros eléctricos y funcionan como el cerebro que decide qué parte de tu planta recibe energía y cuál no.

Vamos a explorar qué son los cuadros eléctricos industriales y los diferentes tipos de protecciones que contienen para mantener segura tu instalación. Un cuadro eléctrico mal diseñado o con protecciones inadecuadas puede causar incendios, electrocuciones o daños a equipos carísimos en cuestión de segundos.

Las partes principales de un cuadro eléctrico son barras de distribución, interruptores automáticos, contactores, relés térmicos y diferenciales.

Explicación útil de protecciones eléctricas

Las protecciones eléctricas no son todas iguales. Te explicaré la diferencia entre un magnetotérmico, un diferencial y un guardamotor, y cuándo usar cada uno.

Interruptor Termomagnético
Protege contra sobrecargas (por calor) y cortocircuitos (por campos magnéticos). Es ideal para circuitos generales y tableros eléctricos.

Interruptor Diferencial
Detecta fugas de corriente a tierra, como cuando alguien toca un cable energizado. Se usa para proteger personas contra descargas eléctricas, especialmente en baños, cocinas y exteriores.

Guardamotor
Está diseñado para proteger motores eléctricos trifásicos. Combina protección contra sobrecarga, cortocircuito y permite encendido/apagado del motor. Ideal para uso industrial.

Un error muy común es sobredimensionar las protecciones. Si pones un fusible de 32A donde debería ir uno de 16A, estás poniendo en riesgo toda la instalación.

Sobredimensionar un fusible es como decir: ‘no me cabía el cinturón, así que mejor lo quité’… y luego te preguntas por qué se cae el pantalón.

¿Cómo identificar fallas en un cuadro eléctrico antes de que causen un desastre?

Busca estos 5 síntomas: calentamiento anormal, ruidos extraños, olor a quemado, disparos frecuentes sin causa aparente y corrosión en las conexiones.

Ahora que entendemos el cerebro del sistema, vamos a ver algo igual de importante pero invisible: los sistemas de puesta a tierra.

Sistemas de puesta a tierra: la protección invisible que salva vidas

¿Sabías que puedes fallecer electrocutado incluso si tocas una máquina que parece estar apagada? Esto pasa cuando el sistema de puesta a tierra falla, y es más común de lo que piensas.

Vamos a entender qué es un sistema de puesta a tierra industrial y por qué es literalmente cuestión de vida o desvida tenerlo bien instalado. Algunas empresas ahorran en sus sistemas de tierra o los instalan incorrectamente, poniendo en riesgo a todos los trabajadores sin que nadie lo note hasta que ocurre un accidente.

Los errores más comunes en sistemas de tierra son: usar cables muy delgados, no conectar todas las partes metálicas, mezclar tierras de diferentes sistemas y no hacer mantenimiento periódico.

¿Por qué un sistema de puesta a tierra defectuoso puede ser mortal? Porque sin él, cualquier falla de aislamiento puede hacer que el chasis metálico de una máquina quede energizado con voltajes letales. Si una persona llega a tocar, quedaría fulminada.

Decía un ingeniero, la tierra no se ve, pero si falla, te deja viendo las estrellas.

Motores y variadores: los músculos que mueven la industria

¿Te has preguntado cómo una fábrica puede controlar con precisión la velocidad de sus cintas transportadoras o la potencia exacta de una bomba? El secreto está en los variadores de frecuencia.

Vamos a explorar los motores eléctricos industriales y los variadores de frecuencia que los controlan, que son los músculos que realizan el trabajo real en la planta.

Los diferentes tipos de motores industriales son: asíncronos, síncronos y de corriente continua.

Por su parte, los variadores de velocidad no solo ahorran energía, también permiten arranques suaves que protegen la mecánica de las máquinas y reducen los picos de corriente que afectan a toda la instalación.

Automatización y seguridad: el futuro de los sistemas eléctricos industriales

¿Imaginas poder detectar un problema eléctrico antes de que ocurra y recibir una alerta en tu celular? Con los sistemas modernos de automatización industrial, esto ya es posible.

Los sistemas de automatización y seguridad están revolucionando la forma en que gestionamos los sistemas eléctricos industriales.

Algunas empresas invierten millones en maquinaria pero siguen usando sistemas de control y seguridad eléctrica obsoletos, perdiendo dinero y arriesgando vidas innecesariamente.

Los componentes básicos de un sistema de automatización industrial: PLCs, HMIs, sensores, actuadores y sistemas SCADA.

Cuéntame, de ¿que te gustaría que hablemos en el siguiente episodio?