La Elección de Tableros de Distribución para Medio Voltaje: ¿Metal-Clad o Metal-Enclosed?

Tercera y última parte

Estimados lectores, les informamos que ésta es la última parte de tres, donde estuvimos hablando de la diferencia y beneficios entre Tableros Metal Clad y Metal Enclosed. Esperamos que en sus próximos proyectos de Tableros de Distribución, seleccionen la opción más redituable y la que de más beneficios a sus sistemas de Distribución. Cualquier duda estamos a sus órdenes.

¿La puesta a una sola fase es un problema?
La posibilidad de poner una carga a una sola fase por la operación de un fusible no debe ser una preocupación al elegir tableros de distribución modernos tipo metal-enclosed o tipo metal-clad. Hay detectores y relevadores para detectar puestas a una sola fase que podrían se ocasionadas por averías en la línea de la fuente, conductores rotos, maniobras en una sola fase o por fusibles quemados en la fuente de la empresa suministradora o en el alimentador de la planta. Cuando los detectores y los relevadores se aplican en combinación con seccionadores interruptores de accionamiento eléctrico en tableros de distribución tipo metal-enclosed, los interruptores se abren automáticamente si se presenta una condición de puesta a una sola fase, interrumpiendo y aislando las tres fases del alimentador de la carga.

Los sensores y la operación eléctrica elevan significativamente el costo de los tableros de distribución tipo metal-enclosed comparado con el de los equipos manuales. Pero aún así el costo estará en el orden de 35 a 40% del de unos tableros de distribución equivalentes tipo metal-clad con interruptores automáticos y relevadores. Y dado que la adición de esta característica les permite a los equipos tipo metal-enclosed detectar incluso las puestas a una fase de la fuente, el nivel de protección es superior al que normalmente ofrecen lo equipos tipo metal-clad.

¿Se cuenta con técnicos especializados?

Cualquier equipo eléctrico debe ser operado y recibir mantenimiento únicamente por personas calificadas “que tengan conocimientos adecuados sobre la instalación, construcción… (y) operación del aparato y los peligros que se implican” según el Código Nacional de Seguridad Eléctrica ANSI C2. El Código, del cual las autoridades jurisdiccionales locales y estatales han adoptado partes, especifica que “el patrón le deberá informar a cada empleado que trabaje en o cerca de equipos de comunicación o de suministro eléctrico y sus líneas asociadas, sobre las reglas de seguridad que rijan la conducta del empleado mientras éste se esté ocupando de los mismos”. Además, dichas personas deberán recibir “instrucción constante sobre métodos de primeros auxilios y procedimientos de emergencia” y tener “un abasto adecuado de dispositivos y equipos de protección”. Los usuarios que no puedan justificar el gasto de capacitar y equipar a los empleados para que especialicen su trabajo en los equipos eléctricos deberán hacer que el mantenimiento sea realizado por un contratista eléctrico especializado en medio voltaje. La calibración de los relevadores y las pruebas dieléctricas de la barra colectora aislada deben ser realizadas por un organismo calificado en realización de pruebas.

La elección entre los tableros de distribución tipo metal-enclosed y los de tipo metal-clad con frecuencia se hace en base a la disponibilidad de personal calificado y la disposición de los directivos para proporcionar fondos para el mantenimiento. Los tableros de distribución tipo metal-enclosed vienen con fusibles permanentemente precisos que no se deterioran y no se vuelven obsoletos y que además no necesitan mantenimiento, así como con interruptores que no necesitan mantenimiento ni ajustes programados. Todo lo que se necesita es una sencilla inspección visual y maniobras de ejercitación ocasionales. Por el contrario, las necesidades de mantenimiento de los interruptores automáticos, de los relevadores y de las baterías son bien conocidas.

Fig. 5. Vista panorámica aérea de tableros de distribución tipo metal-enclosed para exteriores de S&C Electric Co. dando servicio a un importante motel metropolitano.      

¿El calibre de los cables dependerá de la ampacidad?

Si el calibre de los cables se selecciona únicamente en base a la ampacidad,  se debe  seleccionar un dispositivo de protección para la fuente que opere con la suficiente rapidez para interrumpir la corriente de falla disponible máxima antes de que el aislamiento sufra daños térmicos. En otras palabras, la selección de los calibres de los cables no debe depender solamente de la ampacidad, sino también de la capacidad de soportar la corriente de falla mientras que el dispositivo de protección de la fuente detecta la falla y la despeja.

Los fusibles despejan corrientes de falla considerables en menos de .014 segundos, en comparación a los interruptores automáticos, que las despejan en .083 a .133 segundos, más el tiempo de relevación. Es conveniente proteger los cables contra daños causados por el paso de corrientes de falla. La decisión quizá gire en torno a si utilizar fusibles para la protección o si utilizar tableros de distribución tipo metal-clad con interruptores automáticos y relevadores, y especificar cables de un calibre varias veces mayor al que requiera la ampacidad. Una referencia excelente sobre protección de cables es la “Práctica Recomendada del IEEE para Protección y Coordinación de Sistemas Eléctricos Industriales y Comerciales, Norma IEEE 242-1975”.

¿Y el aspecto económico?

En vista del alto costo que el dinero tiene hoy día, es esencial mantener las erogaciones financieras y los gastos de operación al mínimo posible. Por consiguiente, el aspecto económico de la aplicación de tableros de distribución se ha vuelto cada vez más importante en el diseño de las plantas. Los tableros de distribución tipo metal-enclosed ofrecen protección para un sistema de cables de una planta industrial a un costo de 25 a 40% del de los tableros de distribución tipo metal-clad.

El alto costo de los espacios para construcción hace que colocar el equipo a la intemperie sea lo conveniente. Tanto los tableros de distribución tipo metal-clad como los metal-enclosed se pueden instalar en exteriores. Los equipos tipo metal-clad normalmente necesitan una caseta o refugio adicional al que se pueda entrar para poder realizar el mantenimiento de rutina durante alguna tempestad. Esta protección adicional no se necesita para los equipos tipo metal-enclosed estilo intemperie.

Los tableros de distribución tipo metal-enclosed pesan menos que los del tipo metal-clad. Por ello, son más fáciles de manejar con sólo un mínimo de maniobras. No se necesitan cimientos ni canales de soporte, lo que les permite ser colocados en cualquier lugar, incluso en balcones o azoteas. Sólo se necesita una plataforma o piso nivelado. Y no se necesita dejar espacio disponible para la extracción de los interruptores automáticos.  

El tiempo que se necesita para el diseño de un sistema de distribución en medio voltaje para una planta industrial es corto en comparación con los muchos años en que estará en servicio. A lo largo de su vida, se recurrirá  a los tableros de distribución para facilitar los trabajos de rutina programados en el sistema eléctrico así como para limitar los daños y las pérdidas de producción causados por fallas.

Las preguntas anteriores sobre la aplicación fundamental se pensaron para garantizar que en la selección de los tableros de distribución se tome en cuenta la manera en que se opera la planta y para ayudar a desarrollar una filosofía de protección y seccionamiento. El usuario puede optar por tomar en cuenta otros aspectos. Como en cualquier decisión de ingeniería, es importante que la elección del tipo de tableros de distribución se haga únicamente después de tomar en cuenta todos los factores relevantes.