Metodologia per siliconar fibres de polièster, PET.

Habitualment reciclem els nostres residus plàstics, i entre ells les ampolles d’aigua  que  majoritàriament estan fetes amb plàstic PET (  tereftalat polietilè). Les quals introduïm al contenidor groc per ser reciclades.

Aquest gest tant  petit  i senzill ,  produeix  una gran efecte en la disminució de les emissions de diòxid de carboni (CO2) del nostre planeta. Per tant un alentiment  en el  canvi climàtic. També ens aporta  beneficis per  l’ economia ,  amb una reducció d’ energia i d’ explotació de matèries primeres. Ja sigui per la  fabricació de noves ampolles i  envasos o altres productes com forros polars o farcits tèxtils  fets amb fibres de polièster , PET.

Figura 1: PET. Tereftalat de polietilè

Els polímers  de silicona principalment  s’ apliquen a la fibra de polièster  (PET) , veure figura 1 . El siliconat redueix la fricció entre fibres i donar un  tacte suau en aquestes . També per millorar  la resiliència de les fibres i retornar al volum inicial després d’haver estat sotmeses a compressió.

Producció de fibres siliconades amb  PET reciclat

En un procés convencional de  producció  de fibres PET, el polímer fos i reciclat  es subministra directament des d’una planta de policondensació contínua. Es fila a través de fileres ( spinnerets) . Aquestes fileres són de forma rectangular i contenen fins a 1500 forats. Després d’un intens bufat creuat, el feix de filaments es manté mitjançant una guia . Es combina horitzontalment a una velocitat de 1800 m / min . Aquesta   es diposita en forma de carrets  dins de contenidors , veure la figura 2  .

Figura 2: Sistema convencional de filatura  de fibres PET

1- Sistema de distribució amb mescladors estàtics.

2- Col·lectors de filatura amb blocs de bombes i conjunt de filats.

3- Caixes de bufat.

4- Conductes de filatura ( spinnerets).

5- Conjunt de rodets d’acabat i rodets de guia.

6- Unitat de sortida amb  bobina.

7- Unitat de trena i contenidor .

Línia de fibra convencional

Depenent del gruix o Deniers de la fibra que es vol , es recullen un nombre més o menys gran de contenidors . Els  remolcs dels cables de filaments  s ’introdueixen paral·lelament a la línia de fibra on s ’aplica el estiratge . Amb una velocitat entre 150 m / min i 250 m / min respectivament. Segons la figura 3 següent.

Figura 3: Línea de fibra PET convencional

A – Contenidors bobines.

B – Marc d’alimentació.

C –  Bany d’acabat .

8 – Marc d’estiratge I. 

9 – Marc d’estiratge II.

10 – Calàndria. 

11 – Marc d’estiratge III. 

10 – Calàndria. 

11 – Marc d’estiratge III. 

12 – Dispositiu d’acabat

Aplicació de silicona en els filaments de PET

Les fibres amb un alt mòdul, la fixació de la  tensió es realitza en corrons de calàndria després del segon estiratge. En els tipus de fibra amb mòduls baixos no requereixen aquesta configuració. A continuació, els cables  de filaments es tracten  amb silicona en els punts que es mostren a continuació ( a , b , c)  en la figura 4 . Després hi ha un arrissat per compressió , un assecat  i es talla en fibres o, opcionalment , es manté com un  cable de filaments . Les fibres tallades  i el cable de filaments  s’ envasen en bales o en  cartrons.

Figura 4: Punts d’ aplicació del siliconat.

13 – Unitat d’ entrada .

14 – Marc tensor.

15 – Caixa de vapor.

16 – Arrissador.

17 – Assecadora.

18 – Talladora.

19 – Premsa d’embalatge

( a, b, c ) – Punts opcionals d’ aplicació de silicona.

Formulacions orientatives pel  bany d’ aplicació 

Les següents formulacions son a nivell orientatiu  i suggerides per l’ aplicació en fibres de PET 6.7 dtex ,  es recomana que  en cada cas particular  es facin probes inicials de laboratori per analitzar el seu rendiment  i l’estabilitat del bany d’ aplicació.

Segon es va detallar en el anterior article tècnic  els sistemes son de dos o tres components . Seguidament es detallen les formulacions orientatives dels banys d’ aplicació. .

Sistema de dos components

El sistema de dos components consisteix en una emulsió de polímer de silicona amb funció amino i un alcoxisilà amb funció amina .

 Formulació suggerida 

97%  PDMS amino funcional en  emulsió ( 30% – 40% ma* ) .

3%  Alcoxisilà amino funcional ( 100 % ma*).

Bany d’ aplicació  

Contingut actiu del bany d’aplicació = 7% ma*

Quantitat d’ acabat aplicat = 0,4% spf*

Finalment es produirà una xarxa reticulada final de polímer  de silicona conjuntament aplicada a la  fibra de polièster :

Figura 5: Polímer ( dos components) obtingut a la fibra de polièster.

Sistema de tres components

El sistema de tres components es basa en el sistema de dos components més un  siloxà amb funció epoxi ( figura 4)  catalitzada amb un alcoxi silà amino funcional.

Formulació suggerida 

87%  PDMS amino funcional en  emulsió ( 30% – 40% ma* ) .

10%  Siloxà amb funció epoxi. ( 30% – 40% ma* )

3%  Alcoxisilà amino funcional ( 100 % ma*).

Bany d’ aplicació  

Contingut actiu del bany d’aplicació = 7% ma*

Quantitat d’ acabat aplicat = 0,4% spf*

Finalment es produirà una xarxa reticulada final de polímer  de silicona conjuntament aplicada a la  fibra de polièster :

Figura 6: Polímer  ( tres components) obtingut en la fibra

Possibles Additius en les formulacions

També es poden afegir additius al sistema de 2 o tres components , com ara agents antiestàtics ( Alcoxi silà catiònic )  i agents humectants ( Polièter de silicona – superwetting).

Aquests additius es fan servir per donar propietats  antiestàtiques a les fibres acabades i també per incrementar les propietats finals del siliconat . 

Factors tècnics crítics en el rendiment del siliconat  

Hi ha diversos factors que influeixen en el rendiment i el comportament final de les fibres de polièster  siliconades i que es tenen de tenir en compte a l’hora de la producció  . 

Tipus de fibra  PET : la fibra sòlida, es més fàcil de processar. La fibra  buida, es  més difícil de processar.

Detex de la fibra : de 1,7 a 6,7, hi ha més rendiment. De 12,0 a 13,0 menys rendiment del siliconat .

Tipus d ‘ arrissat : Un arrissat amb forma  dent de serra i amb un gran encrespament, es més difícil de suavitzar .En canvi un arrissat amb forma de dents de serra amb poc encrespament, es més fàcil de suavitzar .En forma d’espiral es més fàcil de suavitzar  i més resistent.

Antiestàtic : S ’aplica un acabat antiestàtic per permetre el cardat de la fibra siliconada. El tipus és important ja que pot afectar la suavitat i propietats finals.

Condicionat de la fibra abans de curar: Si la fibra està massa mullada pot afectar la curació. Si està massa seca pot afectar en  el suavitzat final.

Curació del siliconat  : El curat complet s’ha de realitzar en 8 minuts a 170 ° C de temperatura. Veure gràfic 1 .

Gràfic 1: Suavitat versus temperatura de curat.                                      

Valoració:  0 = pitjor suavitat, 5 = millor suavitat

Finalment cal mencionar que  hi han  molts factors que influiran en el rendiment de l’ acabat  de silicona en  les fibres reciclades de PET. Las formulacions emprades ens determinaran  no només  la suavitat final de les fibres si no també la durabilitat  de l’ acabat en aquestes.

Las condicions físiques i químiques del procés d’ aplicació i de curat també ens influiran notablement en el resultat final .

Notes: *spf : Sobre pes fibra  . *ma : Matèria activa .

¿Com mesurar la continuïtat amb un multímetre?

La prova de mesurar la continuïtat elèctrica , és una de les mesures i assajos que es realitzen a les instal·lacions elèctriques de baixa tensió. Aquest assaig es fa per determinar el seu correcte funcionament .

Aquesta prova s’utilitza per verificar la integritat de les connexions i la continuïtat elèctrica en un circuit. Es pren una mesura d’alta resolució de la resistència dels conductors tant de fase com de terra.

Això és especialment important per verificar el bon funcionament dels circuits elèctrics com també les connexions i postes a terra.

En cas de produir una derivació del corrent en la instal·lació o en algun aparell connectat a aquesta.Es garanteix la seguretat de les persones.

La prova de continuïtat es realitza mitjançant un tester que pot ser analògic o digital segons mostra la figura 1 i 2 . També amb un cercador de pols per a circuits energitzats com el de la figura 3.

Figura 1: Tester analògic
Figura 2 : Tester multifunció digital

Mesura de la continuïtat d’un circuit amb tensió.

Una prova ràpida i senzilla per determinar la continuïtat d’un circuit o línia elèctrica és mitjançant l’ús d’un cercador de pols o fases . Com es mostra a la figura 3. En aquest cas es realitza l’assaig amb tensió en els circuits.

Figura 3: Cercador de fases.

Per determinar si hi ha tensió o continuïtat en la línia elèctrica amb el cercador de pols. És suficient amb apropar i tocar lleugerament la línia de fase o neutre que es vulgui conèixer si hi ha tensió i continuïtat.

Per exemple , en una base elèctrica d’un endoll a l’introduir el cercador de fases o pols en un dels contactes de la base de l’endoll. El led del cercador de fases s’il·luminarà de vermell. Aquest senyal lluminós ens indica que hi ha tensió en aquesta línia i per tant una continuïtat Veure els esquemes 1 i 2 següents.

Esquema 1: Mesura de continuïtat de fase-neutre amb cercador de pols
Esquema 2: Mesura de continuïtat de fase amb cercador de pols

Mesura de la continuïtat de terra d’un circuit sense tensió.

El principal objectiu de l’assaig és garantir que no s’han produït desperfectes o talls en els cables. Es mira en tota la longitud de la instal·lació tant en els conductors actius o en els de protecció.

Per realitzar una mesura de continuïtat , fem servir un instrument que disposi d’una font interna de tensió. Aquesta tensió será de 4 V a 24 V en buit a CC o CA. També i que apliqui una intensitat contínua mínima d’assaig de l’ordre de 200 mA. Els circuits a assajar han d’estar lliures de tensió.

Es tracta d’una característica comuna dels comprovadors d’instal·lacions dissenyats segons l’EN 61557. Com poden ser els comprovadors multifunció per assajar instal·lacions elèctriques de baixa tensió i els ohmímetres

Al tractar-se d’una mesura de valors de resistència elèctrica molt petits. Generalment per sota d’1 Ω, és convenient que l’instrument de mesura sigui capaç de compensar la resistència de les puntes de prova. Habitualment oscil·la al voltant de 0,2 Ω .

A més, i sobretot utilitzant-se en quiròfans i sales d’intervenció, l’equip de mesura ha de disposar de al menys una resolució de 0,1 Ω.

La ITC BT-38 es refereix a quiròfans i sales d’intervenció. Requereix d’uns límits especials pels valors de resistència dels conductors de protecció i dels conductors utilitzats per a les unions d’equipotencialitat.

En particular la impedància entre l’embarrat comú de posada a terra de cada quiròfan o sala d’intervenció i les connexions a massa, o els contactes de terra de les bases de presa de corrent, no ha d’excedir 0,2 Ω.

A més totes les parts metàl·liques accessibles han d’estar unides a l’embarrat d’equipotencialitat mitjançant conductors de coure aïllats i independents. La impedància entre aquestes parts i l’embarrat d’equipotencialitat que no ha d’excedir 0,1Ω.

Més endavant en el següent esquema 3, ens mostrarà esquemàticament com mesurar la continuïtat dels conductors de protecció.

Passos a seguir per realitzar la mesura de continuïtat.

Primer de tot s’ha d’indicar que les mesures i assajos es poden veure afectades negativament per impedàncies, circuits paral·lels o corrents transitòries. S’adverteix que només s’han de prendre mesures en circuits desernegitzats (sense tensió).

Per a la mesura de continuïtat elèctrica, es farà servir un multímetre o comprovador multifunció digital realitzant els següents passos:

  • Pas 1. Girar la clau selectora rotativa a la posició RLO.
Figura 4: Selector en posició RLO.
  • Pas 2. Utilitzar els terminals L i PE (Vermell i verd) per a aquesta prova. Abans de fer una prova de continuïtat, curtcircuitar les dues puntes (Vermella i verd) ajuntant els extrems, i pressionar i mantenir la tecla ZERO fins que aparegui a la pantalla l’anunciador ZERO (zero) a la pantalla 0.00 Ω.
Figura 5: Tecla “zero” del tester

En aquest moment el comprovador mesura la resistència de les sondes o les puntes i emmagatzema la lectura en la memòria i la sostreu de les lectures successives que fem.

  • Pas 3. Posar la punta de la sonda L (verd) en un extrem del terra i la sonda PE (vermella) en l’altre extrem del cable que volem mesurar la seva continuïtat segons el següent esquema 3 .
Esquema 3: Punts de mesura .
  • Pas 4. Mantenir pressionat la tecla TEST fins que la lectura s’estabilitzi i el comprovador emeti un senyal sonor. Tal com s’indica a la figura 6 el resultat del mesurament de continuïtat elèctrica es mostra a la pantalla LCD del mesurador tester.
Figura 6: Resultat de la mesura de continuïtat elèctrica .

En el cas que el circuit tingui tensió, la prova s’inhibeix i la indicació de tensió CA apareix a la pantalla del multímetre comprovador.

Com a conclusió final podríem dir que el resultat obtingut així com el valor de resistència òhmica de 0.29 Ω que apareix a la pantalla seria un valor normal de la resistència de conductors i per tant una indicació de bona continuïtat.

Polímers de silicona per fibres de polièster

Es generalment conegut  que la roba d’ hivern  manufacturada   amb teixit encoixinat ple de plomes ofereixen un aïllament tèrmic i una retenció del  calor excel·lent. Un dels problemes , es que  en mullar-se augmenten  molt de pes i en tornar-se a assecar tenen una forta olor desagradable.

També se sap que no és la ploma la que dóna calor a les peces, sinó que les excel·lents propietats aïllants de l’aire quiet  i  atrapat per les plomes és el  que dóna la calor.

Per donar solució als problemes que  presenta l’ ús de les plomes, els fabricants de fibres sintètiques  han analitzat  la fibra de  polièster tractada amb diversos productes químics, un dels quals son els polímers de  silicona per imitar l’ efecte de l’aire  atrapat en les plomes .

Els polímers  de silicona s’ apliquen a la fibra de polièster per reduir la fricció entre fibres ( tacte suau de les fibres )  i  també per millorar  la resiliència d’aquestes.  D’aquesta manera es garanteix que les fibres siliconades contenen la màxima quantitat d’aire quiet per proporcionar les millors propietats d’ aïllament i també que, sota càrrega, no es compacten fàcilment i tornen al seu estat de volum  inicial.

Propietats de les fibres de polièster siliconades

Les fibres de polièster posseeixen una sèrie de característiques bàsiques que les fan molt adequades per utilitzar-les com a material de farciment en peces de roba i  coixins. Les  propietats  més importants son les següents: 

  • Alta resistència i bona recuperació de la deformació després de una compressió i flexió.
  • Bon color blanc  i sense olor.
  • Absorció d’ humitat insignificant.
  • No provoca reaccions al·lèrgiques en persones susceptibles a farciments fets amb  material proteic animal.
  • Es pot rentar convencionalment  o netejar en sec.

A més d’aquestes propietats inherents a la fibra de polièster, també se li poden donar propietats d’ elevat volum i resistència a la deformació mitjançant la inserció de diverses configuracions de crimpat o arrissat a l’ etapa de fabricació de la  fibra.

La suavitat  i la  recuperació a la compressió del teixit en formes de guata o simplement de fibres no teixides  pot variar entre amplis límits mitjançant l’ajust del nivell de crimpat ( arrissat)  i l’aplicació d’un acabat de polímer de silicona, que millora la recuperació del volum inicial, presumiblement reduint la fricció de fibra / fibra.

Química del sistema de silicona

La formulació es desenvolupa en un mitjà aquós i  consisteix en un sistema de dos components o un sistema de tres components. Depenent dels diferents requisits  finals del polièster siliconat que es necessitin  .

Sistema de dos components

El sistema de dos components consisteix en una emulsió de polímer de silicona amb funció amino i un alcoxisilà amb funció amina.

El mecanisme de reacció és que l ’alcoxisilà  amino funcional reaccionarà amb el polímer de silicona amino funcional.

Inicialment  l’ alcoxisilà amino funcional reaccionarà amb aigua (hidròlisi) per formar silà amb funcionalitat OH.

Figura 1 : Hidrolisis amino alcoxisilà.

El següent pas és que el silà hidrolitzat reaccionarà amb els grups silanol de l’emulsió de polidimetilsiloxà  PDMS  amino funcional . El resultat final és una xarxa reticulada de polímer  PDMS amínic   amb  amino alcoxisilà :

Figura 2: Formació de polímer amino PDMS reticulat.

Finalment es produirà una xarxa reticulada final de polímer  de silicona conjuntament aplicada a la  fibra de polièster :

Figura 3: :Polímer de silicona obtingut a la fibra de polièster.

Sistema de tres components

Els siloxans amino funcionals són agents de suavitzat molt efectius a causa de la interacció dels grups amino amb el substrat tèxtil.

Aquesta  interacció és deguda a forces de Van der Waals o a forces electrostàtiques, en substrats com ara cel·lulosa, llana i polièster. Aquesta  interacció pot ser augmentada en condicions de pH àcid (pH 4-6) quan el siloxà es fa mes catiònic, i pot ser atret al teixit amb més força .

La substantivitat dels amino siloxans pot millorar mitjançant la incorporació de grups silanol reactius a la fi de la cadena. Si es desitja una major durabilitat sobre el teixit, aquest grup silanol situat a la fi de la cadena pot ser reticulat amb grups funcionals epòxids.

El sistema de tres components es basa en la reacció de l’ emulsió de siloxà amino  funcional i l’ emulsió de siloxà amb funció epoxi ( figura 4)  catalitzada amb un alcoxi silà amino funcional.

Component 1  : Emulsió d’ epoxi  siloxà .

Figura 4: Siloxà amb funció epoxi .

Component 2 : Emulsió d’ amino  siloxà.

Figura 5: Siloxà amb funció amino.

Component 3:  Alcoxi amino silà

Figura 6: Silà amb funció amino

Mecanismes de reacció del sistema de 3 components

Els mecanismes de reacció del sistema de tres components són els següents:

a) Reacció de grups epoxi i amina.

Figura 7.

b) Hidròlisi de grups alcoxi (silà).

Figura 8.

c) Condensació dels grups  OH de silanol.

Figura 9.

d)  Reacció de condensació amb els grups OH de l’ amino  siloxà .

Figura 10.

El polímer de la figura 10  es desenvolupa i es forma a   sobre de les fibres de polièster quan el sistema de tres components es aplicat mitjançant els mètodes tradicionals d’ aplicació de producte d’ acabat  a les fibres  . 

Els productes de les amino silicones son  emulsions aquoses dels  polímers preparats amb forma de macroemulsions o microemulsions segons sigui el tipus de producte i forma d’ aplicació.   

Les tècniques d’ aplicació del polímer i les quantitats a aplicar de polímer  sobre les fibres es detallaran en successius articles  tècnics.

Cal destacar que l’efecte de les silicones sobre el medi ambient ha estat estudiat extensament en aigües   de riu i de mar. En aquests mitjans naturals es va observar que no es van causar efectes adversos a concentracions inferiors a  les de la seva solubilitat en aigua.

Elements de protecció elèctrica en un immoble

Els elements de protecció de les instal·lacions elèctriques , ja siguin d’ús comercial, industrial o d’habitatges. Tenen com a missió fonamental garantir el bon funcionament de les instal·lacions. Així com mantenir la seguretat dels usuaris i mantenir la integritat i bon funcionament dels conductors i receptors .

La seguretat per a les persones usuàries de les instal·lacions elèctriques és fonamental . I s’han de protegir de les anomalies o defectes que puguin sorgir en la instal·lació elèctrica, qualsevol que sigui la tensió de servei o ús.

Aquestes anomalies o defectes són derivades de curtcircuits, sobrecàrregues, sobretensions i defectes d’aïllament, com més endavant s’explicarà en detall.

Cal destacar que el reglament REBT en la seva instrucció ITC-BT-17 , ens especifica concretament els dispositius generals i individuals de comandament i protecció. Així com la composició i característiques dels quadres elèctrics de distribució d’on parteixen els circuits interiors de l’edifici, local o habitatge .

¿Que és un curtcircuit i com es protegeix la instal·lació?

La definició general d’un curtcircuit , és aquell que es produeix per una connexió accidental entre dos punts d’un circuit elèctric. Els quals tenen potencials diferents i impedància menyspreable.

Per protegir les instal·lacions i les persones dels curtcircuits normalment es fan servir els següents dispositius de protecció.

  • Fusibles calibrats.
  • Magnetotèrmics , PIAS, que són els interruptors automàtics.

A continuació veurem quins tipus hi ha i les seves característiques de tensió, amperatge i de com seleccionar-los.

¿Com protegim un circuit d’una sobrecàrrega?

Per poder protegir-nos d’una sobrecàrrega hem de conèixer la seva naturalesa i definició. El normal és que es produeixi una sobrecàrrega quan la intensitat de corrent que circula pel circuit augmenta considerablement. Les causes poden ser diverses però en general es deuen a una avaria o que tenim connectats molts aparells electrodomèstics o maquinària. Això produeix un increment de càrrega en la instal·lació.

Cada circuit de la instal·lació i els seus conductors s’han calculat i dimensionat per una intensitat de càrrega determinada.

Aquesta intensitat de corrent no es pot sobrepassar perquè és la càrrega de servei del circuit. En el cas de sobrepassar es produiria la sobrecàrrega, que es tradueix en un augment de la intensitat de corrent. Llavors per l’efecte Joule els cables conductors s’escalfarien i fins i tot es podria produir un incendi de naturalesa elèctrica.

Els cables conductors quan s’escalfen perden rendiment i també es deterioren més ràpidament. Per evitar aquestes sobrecàrregues es poden emprar uns dispositius per a protegir la instal·lació .Aquests dispositius són els següents:

  • Fusibles calibrats
  • Magnetotèrmics, PIAS.
  • Relés tèrmics.

Tipus de sobretensions i com protegir-nos

La sobretensions no han de ser confoses amb les sobrecàrregues. Doncs la sobretensió com el seu nom indica, consisteix en un augment de la tensió de servei. La tensió de servei en BT pot ser monofàsica 230 V o trifàsica 400 V, que s’incrementa considerablement al produir-se la sobretensió.

Depenent de la naturalesa que origina la sobretensió, aquestes es poden classificar com sobretensions permanents o transitòries. Els elements de protecció elèctrica també seran diferents.

Un dels efectes no desitjats d’aquestes sobretensions és la de produir avaries en els electrodomèstics connectats a la xarxa. Així com qualsevol tipus de maquinària elèctrica fins i tot en l’estructura dels edificis si no es protegeixen contra el llamp i altres descàrregues elèctriques atmosfèriques. L’impacte directe d’un llamp sobre l’edifici el podria danyar considerablement.

La ITC-BT-23 de l’REBT ens indica en quines situacions s’ha de protegir contra les sobretensions ja siguin transitòries o permanents.
Resumint podríem definir les sobretensions per la seva durada, valor de tensió i estratègia de protecció. Veure taules 1 i 2.

SOBRETENSIONS TRANSITÒRIES
DURADACurta duradaAlguns microsegons
VALOR TENSIÓGran valor tensióAlguns kV
PROTECCIÓL’estratègia de protecció és la derivació a terra i equipotenciació
Taula 1. Sobretensions transitòries.
SOBRETENSIONS PERMANENTS
DURADALlarga duradaDe milisegons a hores
VALOR TENSIÓModerat valor de tensióDesenes de Volts
PROTECCIÓL’estratègia de protecció es el tall de subministrament.
Taula 2 . Sobretensions permanents.

¿Què són els defectes d’aïllament i quines són les proteccions que tenim de fer servir?

Normalment els defectes d’aïllament ocorren entre els conductors i les parts metàl·liques dels aparells electrodomèstics, motors i altres equips elèctrics.

Aquests defectes d’aïllament en els conductors produeixen una derivació del corrent a parts de la instal·lació o algun aparell. Aquests defectes poden produir accidents fins i tot mortals en persones per contacte elèctric indirecte.

La protecció emprada en aquests casos és l’interruptor diferencial que ens protegeix de contactes indirectes. La següent taula 3, ens mostra les característiques dels ID més usualment utilitzats.

Interruptor Diferencial  ID
Intensitat nominal25 , 40 , 63 A
Nombre de pols2 pols ( 230 V) .   4 pols ( 400 V)
Sensibilitat10 mA , 30 mA ( el més usual) , 300 mA
ClasseAC  (normals ) , SI  (super immunitzats)
Taula 3. Característiques dels ID .

S’ha de tenir en compte que per obtenir una seguretat òptima per a les persones és necessari instal·lar una xarxa de terra ja sigui local o de tot l’edifici.

L’ús conjunt de l’interruptor diferencial i una xarxa de terra adequada, és la que protegirà les persones contra el contacte indirecte per falta d’aïllament. Aquest conjunt de ID més Terra limitarà la tensió de contacte en els aparells o masses metàl·liques que hagin entrat en tensió.

La taula 4 següent ens mostra les tensions màximes de contacte permeses segons el tipus de local.

VALORS MÀXIMS DE TENSIÓ DE CONTACTE
24 VLocals humits inclosos els habitatges
50 VEn locals classificats com secs.
Taula 4. Tensions màximes de contacte .

Exemple dels elements de protecció d’un habitatge amb electrificació elevada

Es considera que un habitatge té un grau d’electrificació elevada, quan tenim un habitatge amb una previsió important d’electrodomèstics. Així com quan hi ha calefacció elèctrica, condicionament d’aire, automatització, gestió de l’energia i seguretat o quan la superfície útil de l’habitatge és superior a 160 m².

L’electrificació no serà inferior a 9,2 kW a 230 V (grau d’electrificació elevada). En els elements de protecció elèctrica , tindrà com a mínim dos interruptors diferencials amb els seus corresponents magnetotèrmics en cada circuit d’acord amb la normativa del reglament de REBT.

¿Quins elements instal·larem en el nostre quadre elèctric?

Els elements de protecció elèctrica del quadre elèctric a l’interior de l’habitatge constarà d’un IGA (Interruptor General Automàtic) de tall omnipolar i accionament manual. Intensitat de 40 A.

Per a un altre grau d’electrificació com pot ser la bàsica es posarà un IGA de 25 A d’intensitat nominal com a mínim, i dispositius de protecció contra sobrecàrregues i curtcircuits, si fos necessari d’acord amb la ITC-BT-23.

No cal posar un Interruptor de control de potència ICP però s’ha de tenir la previsió de poder posar-lo al quadre elèctric en el cas que ho demani la companyia elèctrica. En l’actualitat els comptadors són digitals i la companyia elèctrica controla la potència contractada de manera que ja no són necessaris els interruptors ICP-M.

També s’acoblarà el dispositiu de protecció contra sobretensions permanents i transitòries, d’acord amb la ITC-BT-23, en algunes comunitats autònomes és obligatori posar aquest dispositiu.

S’inclouran diversos interruptors diferencials ID per garantir la seguretat de les persones contra els contactes indirectes de tots els circuits, com a mínim posarem dos interruptors ID. En el cas de tenir una electrificació bàsica posarem un sol ID.

La intensitat residual del diferencial serà com a màxim de 30 mA i una intensitat nominal superior o igual que la de l’interruptor general automàtic.

S’instal·larà com a mínim un interruptor diferencial ID per cada 5 circuits instal·lats com a màxim.

Tipus de circuits i protecció magnetotèrmica

En els elements de protecció elèctrica de cada circuit constaran com a mínim de una protecció magnetotèrmica o PIA acord amb el tipus de circuit, i posarem les següents PIA amb un interruptor diferencial ID aigües amunt segons mostra la taula 5 següent:

CircuitUsPIA  ACaracterístiques
C1Enllumenat10Màx. 30 punts llum
C2Preses de corrent ús general i frigorífic16Màx. 20 Preses
C3Cuina , vitro i forn25 
C4Rentadora, renta vaixelles, termo.20 
C5Preses corrent bany i bases auxiliars de cuina.16Màx. 6 Preses
Taula 5: Tipus de Circuits i característiques

En el nostre cas al tenir un grau d’electrificació elevada la qual és independent de la potència a contractar, es pot donar el cas de tenir un grau d’electrificació de 9,2 kW però una potència contractada menor.

S’instal·laran els següents circuits addicionals als anteriors i protegits com una agrupació per un interruptor diferencial ID aigües amunt.Segons la taula 6 següent.

CircuitUsPIA  ACaracterístiques
C6Enllumenat.10Circuit addicional tipus C1 per cada 30 punts llum.
C7Preses corrent ús general i superfície > 160 m2.16Màx. 20 Preses corrent.
C8Calefacció elèctrica.25Només si hi ha calefacció elèctrica.
C9Aire condicionat .25Només si hi ha previsió d’instal·lar.
C10Assecadora independent.16Si hi ha previsió d’instal·lar.
C11Automatització.10Gestió energia i seguretat.
C12Circuits addicionals tipus C3, C4 o C5.25Quan preses de corrent excedeixin de 6.
Taula 6. Circuits addicionals en electrificació elevada.

La seguretat de les persones és el primer.

Finalment ,cal esmentar que la seguretat de les persones és el primer que s’ha de tenir en consideració. En els elements de protecció elèctrica instal·lats, és obligatori tenir en tots els tipus d’instal·lacions un Interruptor Diferencial com a mínim, el qual té com a missió interrompre la tensió en el circuit quan es produeixi una derivació de corrent en la instal·lació o en algun aparell elèctric. D’aquesta manera s’evitarà qualsevol accident de les persones per contacte elèctric.

S’ha de tenir en compte que aquesta protecció per interruptors ID és independent de les proteccions per fusibles i magnetotèrmics per la qual cosa s’han de tenir instal·lats.

No ens podem oblidar que una bona posada a terra és també obligatòria . Aquesta posta a terra ens limita la tensió que respecte al terra puguin presentar en un moment donat la masses metàl·liques dels electrodomèstics. Això assegura la protecció que ens ofereix el Interruptor Diferencial contra els contactes indirectes.

L’interruptor diferencial no funcionarà correctament si no tenim un bon terra instal·lat, amb el risc associat per a la seguretat de les persones.

Càlcul de curtcircuits pas a pas

Un curtcircuit es defineix com un defecte o error entre dues parts de la instal·lació elèctrica que tenen diferent potencial, i la qual té una durada inferior a 5 segons.

Figura 1. Efectes d’un curtcircuit

Un curtcircuit és, per tant, una sobre intensitat amb valors molt per sobre de la intensitat nominal que s’estableix en un circuit o línia elèctrica.

Els efectes d’un curtcircuit com es pot apreciar a la figura anterior és la d’un alliberament d’energia amb despreniment de calor i espurnes que poden eventualment ocasionar un incendi en la instal·lació i fins i tot arribar a propagar-se per l’habitatge, local o nau industrial.

Sempre s’ha de projectar, dimensionar i assegurar-se que la instal·lació elèctrica compleix amb la normativa vigent i en particular la del REBT RD-842/2002, per evitar aquesta possible fallada en la instal·lació i que en el cas que es produeixi per accident o altres causes alienes a aquesta, que es minimitzi els seus efectes per protecció de les línies mitjançant magnetotèrmics, interruptors diferencials i una bona posada a terra.

Continua llegint «Càlcul de curtcircuits pas a pas»