Introducción a…tableros eléctricos

Un tablero eléctrico (también llamado cuadro eléctrico) es un componente esencial dentro de una instalación eléctrica pues en él se encuentran los equipos encargados del funcionamiento de cada uno de los distintos circuitos en los que se divide la instalación. Este les otorga protección ante las condiciones ambientales del medio donde se encuentran, las cuales pueden ser muy perjudiciales para ciertos equipos.

Fig. 1: Tablero eléctrico típico.

Hasta el momento hemos revisado una gran cantidad de elementos eléctricos de tipo industrial entre los que destacan PLC, protecciones y algunos equipos relativos a los protocolos de comunicación. Sabemos que la correcta interacción entre estos equipos permite la automatización completa de las distintas etapas de un proceso, sin embargo, equipo tan especializado requiere, cuando menos, una protección adecuada pues, a pesar de que algunos cuentan con certificaciones de protección interna, en la mayoría de los casos no es suficiente por la naturaleza del entorno industrial. Es aquí donde entran los gabinetes de los tableros eléctricos.

Más allá de ser solamente un lugar en el cual podemos colocar y guardar los equipos de naturaleza eléctrica, los gabinetes otorgan un grado extra de protección. Empecemos por definir qué es un tablero eléctrico.

Definición

Un tablero eléctrico es una caja o gabinete que contiene a los dispositivos de conexión, maniobra, control, medición, protección, alarma y señalización; con sus respectivas cubiertas y soportes. La fabricación o ensamblaje de un tablero eléctrico, siempre debe cumplir criterios de diseño y normas que garanticen su correcto funcionamiento una vez que sean energizados los circuitos que depende de éste, esto permite garantizar la seguridad de los operarios y de las instalaciones en las cuales se encuentran ubicados.

Fig. 2: Abstracción de un tablero de control.

Resulta lógico pensar que los equipos contenidos dentro de un gabinete siguen ciertas referencias de conexiones con el fin de facilitar su identificación y su papel dentro de la instalación. Al encontrar aquí equipos de protección, de control e instrumentos de medición, se suelen utilizar las siguientes representaciones esquemáticas para lograr el cometido mencionado anteriormente.

Representaciones esquemáticas

> Diagrama unifilar: es una representación gráfica de una instalación eléctrica (o parte de ella) que se distingue de otras representaciones por que el conjunto de conductores se muestra como una línea única, independientemente de la cantidad de hilos conductores (entiéndase un circuito monofásico, bifásico o trifásico). Típicamente el esquema unifilar tiene una estructura de árbol donde el tronco es la línea de conductores y las ramificaciones so los equipos que toman energía de ésta.

Fig. 3: Diagrama unifilar.

> Diagrama de interconexión: en este caso, los esquemas siempre hacen referencia a las fases a las cuales estarán conectados los circuitos. Pueden incluir símbolos de interruptores termomagnéticos indicando su capacidad de protección. Estas representaciones resultan ser un complemento ideal para los diagramas unifilares, pues, al tener disponibilidad de ambos esquemas (y según sea el tipo de instalación) será más sencillo deducir correctamente la forma como se distribuye la energía.

Fig. 4: Diagrama de interconexión.

Podemos inferir que, cuando se trata de instalaciones eléctricas monofásicas, los diagramas de interconexión no aportan información adicional a la mostrada por un diagrama unifilar, por este motivo, es usual prescindir de ellos. Adicionalmente, debemos mencionar que este tipo de diagramas no se encuentran estandarizados (no existe una norma que indique cómo realizarlos), por lo que su elaboración será a criterio del electricista. Como observamos en la imagen anterior, estos pueden realizarse de forma horizontal o vertical y, además, incluir los puntos de conexión entre las derivaciones y las fases.

Elementos de un tablero eléctrico

Anteriormente mencionamos algunos conjuntos de elementos contenidos (típicamente) dentro de un tablero eléctrico, pero, ¿qué encontraremos exactamente al abrir la tapa de un gabinete? Entendiendo que la constitución de estos elementos depende de la naturaleza del sistema en cuestión, habrá algunos elementos que deberán aparecer pues, independientemente de la aplicación, serán necesarios para garantizar el correcto funcionamiento del equipo contenido. Aquí encontramos lo siguiente:

 

Fig. 5: Elementos de un tablero eléctrico.

Gabinete: es la parte exterior que se encarga de proteger a todos los componentes de un circuito, su construcción suele ser metálica, aunque, en algunas ocasiones (y dependiendo de la aplicación), puede ser plástico. 

Fig. 6: Gabinete.

Botoneras: elementos de control que permiten la activación o el paro de los dispositivos de campo sin la necesidad de abrir los gabinetes.

Fig. 7: Botonera.

Rieles metálicos: sirven como base para montar todos los componentes que se van a utilizar para el control o la protección eléctrica del sistema.

Fig. 8: Rieles

Barras colectoras: están hechas de materiales conductores y se utilizan para suministrar la corriente eléctrica a los componentes del tablero, por lo regular se utilizan cuando se necesita de una gran cantidad de energía.

Fig. 9: Barra colectora.

Canaletas: están hechas de plástico y dentro de ellas se colocan los cables para llevarlos de un lugar del tablero hacia otro. 

Fig. 10: Canaleta ranurada.

Borneras de conexiones: son conectores eléctricos que aprisionan el cable mediante un tornillo para garantizar que la conexión de los equipos, se utilizan principalmente cuando los conductores saldrán del tablero hacia un dispositivo de campo como puede ser un motor o cualquier otro actuador.

Fig. 11: Bornera.

Prensa cables: también llamados “conectores de glándula”, estos van empotrados en el gabinete con el fin de transportar los conductores de una manera segura desde el exterior al interior y viceversa.

Fig. 12: Conector glándula.

Componentes eléctricos y electrónicos: estos varían según el tipo de sistema que se necesite y pueden ser desde los más básicos como fusibles y protecciones hasta algo tan complejo como un PLC, contactores, guardamotores, temporizadores, etc.

Fig. 13: Componentes electrónicos.

Conclusiones

Como indica el nombre de este artículo, esta es una pequeña introducción a lo que es un tablero eléctrico, aún nos falta por definir un gran número de propiedades de éstos que van desde la clasificación según su aplicación, las normas que deben de cumplir, algunas consideraciones para su dimensionamiento e incluso realizar ejemplos de las representaciones esquemáticas de los circuitos que operan.

Resulta curioso pensar que todo esto parte de la necesidad de un lugar en el cual colocar los diversos equipos involucrados en la parte eléctrica de un proceso, sin embargo, es de vital importancia hacer una correcta selección de estos equipos pues, además de que se garantizará el correcto funcionamiento y puesta en marcha, éstos nos permitirán escalar nuestro sistema según sea requerido en algún punto en el futuro.

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-AHN