CAMPOS DE ACCIÓN ELÉCTRICA

A. Stock y surtido

1. Ingeniería electromecánica
   La Ingeniería electromecánica es la aplicación híbrida que surge de la combinación sinérgica de distintas áreas del conocimiento, como el electromagnetismo, la electrónica, la electricidad y la mecánica. Se aplica principalmente en mecanismos eléctricos, máquinas industriales, generación y transformación de energía.


2. Ingeniería de control
   La ingeniería de control es la disciplina de la ingeniería que aplica la teoría de control para diseñar, planificar y desarrollar sistemas con comportamientos deseados. La práctica requiere utilización de sensores y actuadores de entrada para hacer modificaciones en la respuesta de salida. La ingeniería de control se enfoca principalmente en la implementación de sistemas de control a partir de modelamientos matemáticos.


3. Ingeniería electrónica
   La ingeniería electrónica es una rama de la ingeniería que se encarga de resolver problemas de la ingeniería tales como el control de procesos industriales, sistemas electrónicos de potencia, instrumentación y control, así como la transformación de electricidad para el funcionamiento de diversos aparatos eléctricos. Tiene aplicación en la industria, telecomunicaciones, en el diseño y análisis de instrumentación electrónica, microcontroladores y microprocesadores. Es una de las ramas de la ingeniería que más revolucionó la civilización, siendo también una de las ingenierías más duras y técnicas junto con la nuclear, la civil, de grandes construcciones y telecomunicaciones.


4. Microelectrónica
   La microelectrónica es un subcampo de la electrónica. Como su nombre indica, la microelectrónica se relaciona con el estudio y la fabricación (o microfabricación) de diseños y componentes electrónicos muy pequeños. Por lo general, pero no siempre, esto significa micrometre-scale o menor. Estos dispositivos están hechos típicamente de materiales semiconductores. Muchos componentes de diseño electrónico normal están disponibles en un equivalente microelectrónico. Estos incluyen transistores, condensadores, inductores, resistencias, diodos y (naturalmente) aislantes y conductores que se pueden encontrar en dispositivos microelectrónicos. Las técnicas de cableado únicas, como la unión de cables, también se usan a menudo en microelectrónica debido al tamaño inusualmente pequeño de los componentes, cables y almohadillas. Esta técnica requiere equipo especializado y es costosa.


5. Procesamiento de señales
   El procesamiento de señales es el procesamiento, amplificación e interpretación de señales. Las señales pueden proceder de diversas fuentes. Hay varios tipos de procesamiento de señales, dependiendo de su naturaleza:
   • Procesamiento de señales digitalesPara señales digitalizadas. El procesado se hace mediante circuitos digitales, microprocesadores y ordenadores.
   • Procesamiento analógico de señalesPara señales analógicas, todas aquellas que son continuas en el tiempo.
   • Procesamiento de señales de audioPara señales electrónicas que representan sonidos
   • Procesamiento de señales de vozPara analizar señales de voz humana
   • Procesamiento de señales de vídeoPara interpretar movimientos en escenas.


6. Telecomunicaciones
   La ingeniería de telecomunicación (también, ingeniería de telecomunicaciones, ingeniería en telecomunicación, ingeniería en telecomunicaciones) es una rama de la ingeniería que resuelve problemas de transmisión y recepción de señales e interconexión de redes. Es la disciplina de aplicación de la telecomunicación, término que se refiere a la comunicación a distancia, generalmente a través de la propagación de ondas electromagnéticas y ópticas. Esto incluye muchas tecnologías, como radio, televisión, teléfono, comunicaciones de datos y redes informáticas como Internet. La definición dada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU, del inglés International Telecommunication Union) para telecomunicación es toda emisión, transmisión y recepción de signos, señales, escritos e imágenes, sonidos e informaciones de cualquier naturaleza, por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos.


7. Electrónica de potencia
   La expresión electrónica de potencia se utiliza para diferenciar el tipo de aplicación que se le da a dispositivos electrónicos, en este caso para transformar y controlar voltajes y corrientes de niveles significativos. Se diferencia así este tipo de aplicación de otras de la electrónica denominadas de baja potencia o también de corrientes débiles.
   En este tipo de aplicación se reencuentran la electricidad y la electrónica, pues se utiliza el control que permiten los circuitos electrónicos para controlar la conducción (encendido y apagado) de semiconductores de potencia para el manejo de corrientes y voltajes en aplicaciones de potencia. Esto al conformar equipos denominados convertidores estáticos de potencia.
   De esta manera, la electrónica de potencia permite adaptar y transformar la energía eléctrica para distintos fines tales como alimentar controladamente otros equipos, transformar la energía eléctrica de continua a alterna o viceversa, y controlar la velocidad y el funcionamiento de máquinas eléctricas, etc. mediante el empleo de dispositivos electrónicos, principalmente semiconductores. Esto incluye tanto aplicaciones en sistemas de control, sistemas de compensación de factor de potencia y/o de armónicos como para suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la interconexión de sistemas eléctricos de potencia de distinta frecuencia.
   El principal objetivo de esta disciplina es el manejo y transformación de la energía de una forma eficiente, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos, potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores trabajando en modo corte/saturación (on/off, encendido y apagado).
   

2. ¿Con cuantos campos de acción cuenta la ingeniería eléctrica.?

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LOS PELIGROS DE LAS DESCARGAS ELÉCTRICAS

La gravedad de las lesiones ocasionadas por una descarga eléctrica depende del voltaje y el tiempo que la corriente tarda en pasar por el cuerpo. Por ejemplo, 1/10 de amperio (amp) de electricidad que pase por el cuerpo durante solo 2 segundos, es suficiente para provocar la muerte. La cantidad de corriente interna que puede tolerar una persona y aún ser capaz de controlar los músculos del brazo y la mano puede ser menor de 10 miliamperios (miliamperios o mA). Si la corriente es mayor de 10 mA puede paralizar o "congelar" los músculos y, cuando ocurre esto, la persona no puede soltar herramientas, cables u otro objeto. De hecho, puede ser que apriete el objeto electrificado con más fuerza y entonces haya una exposición más prolongada a la descarga. Por esta razón, las herramientas manuales que pueden dar descargas son muy peligrosas. Si no puede soltar la herramienta, la corriente continúa circulando por su cuerpo durante más tiempo, lo que puede causar parálisis respiratoria (los músculos que controlan la respiración no se pueden mover). Dejará de respirar por un periodo de tiempo. Hay personas que dejaron de respirar al recibir descargas de voltajes de tan solo 49 voltios.
En general, alrededor de 30 mA de corriente son suficientes para ocasionar parálisis respiratoria. Las corrientes mayores de 75 mA causan fibrilación ventricular (latidos cardiacos muy rápidos e ineficientes). Este trastorno causa la muerte en pocos minutos a menos que se salve a la víctima con un aparato especial (desfibrilador). El corazón se paraliza con una corriente de 4 amperios, lo cual significa que el corazón no bombea sangre en lo absoluto. Los tejidos se queman con corrientes mayores de 5 amperios.2 La tabla muestra lo que sucede normalmente con un rango de voltajes de corriente comunes de uso casero (que duran un segundo). Cuanto mayor sea la duración de la exposición, mayor será el peligro para la víctima de la descarga eléctrica. Por ejemplo, una corriente de 100 mA por 3 segundos es tan peligrosa como una corriente de 900 mA por una fracción de segundo (0.03 segundos). También influye la estructura muscular de la persona. Las personas con menos tejido muscular normalmente se ven afectadas a niveles más bajos de corriente eléctrica. Aun los voltajes más bajos pueden ser extremadamente peligrosos.
En ocasiones, los voltajes altos ocasionan lesiones adicionales. Los voltajes altos pueden causar contracciones musculares violentas. Si la persona pierde el equilibrio y cae, es posible que se lesione o incluso pierda la vida si cae dentro de una máquina que puede aplastarla. Los altos voltajes también pueden causar graves quemaduras A 600 voltios, la corriente a través del cuerpo puede ser de hasta 4 amperios y causar daño a los órganos internos, como el corazón. Los voltajes altos también producen quemaduras. Además, se pueden formar coágulos dentro de los vasos sanguíneos. Los nervios en el área del punto de contacto pueden sufrir daños. Las contracciones musculares pueden provocar fracturas en los huesos, debido a las propias contracciones o a las caídas.
Una descarga intensa puede causar daños más graves en el cuerpo de los que se pueden ver. Una persona puede sufrir hemorragias internas y destrucción de tejidos, nervios y músculos. A veces, puede sobrevenir la muerte posteriormente por las heridas ocultas causadas por descargas eléctricas. La descarga eléctrica a menudo es solo el comienzo una serie de eventos. Aunque la intensidad de la corriente eléctrica sea demasiado baja para causar lesiones, la reacción de la persona que recibe la descarga puede ocasionar caídas, lo que a su vez causará moretones, fracturas o incluso la muerte. La cantidad de tiempo que dura la descarga influye en gran medida en la gravedad de las lesiones. Si la descarga es de corta duración, puede ser que solo ocasione dolor.
Una descarga más prolongada (de unos pocos segundos de duración) puede ser mortal si la intensidad de la corriente es lo suficientemente alta como para provocar fibrilación ventricular en el corazón. Esto no es mucha corriente si pensamos en que un taladro eléctrico pequeño usa una corriente 30 veces más intensa de la que puede matar. Cuando la corriente es relativamente intensa, la muerte es segura si la descarga dura lo suficiente. Sin embargo, si la descarga es de corta duración y el corazón no ha sufrido daños, se pueden reiniciar los latidos cardiacos si se elimina el contacto con la corriente eléctrica. (Este tipo de recuperación no es muy frecuente.) La cantidad de corriente que pasa a través del cuerpo también influye en la gravedad de la descarga. Los voltajes mayores producen corrientes más intensas.
Por lo tanto, los voltajes más altos representan un peligro mayor. La resistencia obstaculiza a la corriente. Cuanto menor sea la resistencia (o la impedancia en los circuitos de corriente alterna o AC), mayor será el flujo de la corriente. La piel seca puede tener una resistencia de 100,000 ohmios o más. La piel mojada puede tener una resistencia de solo 1,000 ohmios. Las condiciones de trabajo en entornos que estén mojados reducirán la resistencia en forma drástica. La baja resistencia de la piel mojada permite que la corriente pase a través del cuerpo con mayor facilidad y que la descarga sea mayor. Cuando se aplica una fuerza mayor en el punto de contacto o cuando el área de contacto es más grande, la resistencia es menor y causa descargas eléctricas más poderosas.
Ha habido casos de desmembramiento de brazos o piernas debido a quemaduras graves por corriente eléctrica de alto voltaje, sin que la víctima resultara electrocutada. En estos casos, la corriente pasa a través de solo una parte de la extremidad antes de salir del cuerpo y pasar a otro conductor. Por lo tanto, la corriente no pasa por el área del pecho y puede que no cause la muerte, aunque la víctima quede gravemente desfigurada. Si la corriente pasa a través del pecho, lo más seguro es que la persona sea electrocutada. Un gran número de lesiones eléctricas graves se debe a que la corriente pasa de las manos a los pies. Esa trayectoria afecta al corazón y a los pulmones y, generalmente, ese tipo de descarga eléctrica es mortal.

3. ¿Una descarga de 1/10 de amperio (amp) puede causar la muerte?

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¿QUE AFECTA EL FLUJO DE ELECTRICIDAD?

La electricidad fluye más fácilmente a través de algunos materiales en comparación con otros. Algunas sustancias como los metales generalmente ofrecen muy poca resistencia al flujo de corriente eléctrica y se denominan "conductores". Un conductor común pero quizás pasado por alto es la superficie o subsuelo de la tierra. El vidrio, plástico, porcelana, arcilla, cerámica, madera seca y sustancias similares generalmente disminuyen o detienen el flujo de electricidad. Se llaman "aislantes". Incluso el aire, normalmente un aislante, puede convertirse en un conductor, como ocurre durante un arco o un rayo.
¿Cómo afecta el agua al flujo de electricidad?
El agua pura es un mal conductor. Pero pequeñas cantidades de impurezas en el agua como la sal, el ácido, los solventes u otros materiales pueden convertir el agua y las sustancias que generalmente actúan como aislantes en conductores o mejores conductores. La madera seca, por ejemplo, generalmente disminuye o detiene el flujo de electricidad. Pero cuando está saturada de agua, la madera se convierte en un conductor. Lo mismo es cierto para la piel humana. La piel seca tiene una resistencia bastante alta a la corriente eléctrica. Pero cuando la piel está húmeda o mojada, actúa como un conductor. Esto significa que cualquier persona que trabaje con electricidad en un ambiente húmedo o mojado debe tener más precaución para evitar riesgos eléctricos.
¿Qué causa los choques?
La electricidad viaja en circuitos cerrados, normalmente a través de un conductor. Pero a veces el cuerpo de una persona, un conductor eficiente de electricidad, se convierte por error en parte del circuito eléctrico. Esto puede causar una descarga eléctrica. Los choques ocurren cuando el cuerpo de una persona completa la ruta actual con:

• Ambos cables de un circuito eléctrico.
• Un cable de un circuito energizado y la tierra.
• Una parte metálica que accidentalmente se energiza debido, por ejemplo, a una ruptura en su aislamiento; o otro "conductor" que lleva corriente.

Efecto de los golpes en el cuerpo
Una descarga eléctrica puede provocar desde una leve sensación de hormigueo hasta un paro cardíaco inmediato. La gravedad depende de lo siguiente:

• La cantidad de corriente que fluye a través del cuerpo;
• El camino de la corriente a través del cuerpo.
• La cantidad de tiempo que el cuerpo permanece en el circuito.
• La frecuencia de la corriente.

Un choque severo puede causar mucho más daño del que se ve a simple vista. Una víctima puede sufrir hemorragias internas y destrucción de tejidos, nervios y músculos que no son fácilmente visibles. El daño renal también puede ocurrir. Si usted o un compañero de trabajo recibe una descarga, busque ayuda médica de emergencia de inmediato.

4. ¿La madera está considerado como aislante?

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PROTECCIÓN CONTRA RIESGOS ELÉCTRICOS

La mayoría de los accidentes eléctricos resultan de uno de los siguientes tres factores:

• Equipo o instalación insegura.
• Ambiente inseguro
• Prácticas laborales inseguras.

Algunas formas de prevenir estos accidentes son mediante el uso de aislamiento, protección, conexión a tierra, dispositivos de protección eléctrica y prácticas de trabajo seguras.
Aislamiento
Los aisladores como el vidrio, la mica, el caucho o el plástico utilizados para recubrir metales y otros conductores ayudan a detener o reducir el flujo de corriente eléctrica. Esto ayuda a evitar descargas, incendios y cortocircuitos. Para que sea eficaz, el aislamiento debe ser adecuado para el voltaje utilizado y las condiciones tales como la temperatura y otros factores ambientales como la humedad, el aceite, la gasolina, los humos corrosivos u otras sustancias que podrían provocar la falla del aislante.
Tipos de aislamiento
El aislamiento en los conductores a menudo está codificado por colores. Los equipos aislados en los conductores de puesta a tierra generalmente son de color verde sólido o verde con rayas amarillas. El aislamiento que cubre los conductores con conexión a tierra es generalmente blanco o gris. Los conductores sin conexión a tierra, o "cables calientes", a menudo son negros o rojos. Sin embargo, pueden ser de cualquier color que no sea verde, blanco o gris.
Antes de conectar el equipo eléctrico a una fuente de alimentación, es una buena idea verificar el aislamiento para detectar cables expuestos o posibles defectos. El aislamiento que cubre los cables flexibles, como los cables de extensión, es particularmente vulnerable al daño.
El aislamiento que cubre los conductores en aplicaciones que no son de construcción está regulado por 29 CFR 1910.302 a 1910.308 , Diseño y protección de cableado. La Subparte S generalmente requiere aislamiento en los conductores del circuito. También especifica que el aislamiento utilizado debe ser adecuado para el voltaje y las condiciones. Los conductores utilizados en aplicaciones de construcción están regulados por 29 CFR 1926.402 hasta 1926.408 .
La protección implica ubicar o encerrar equipos eléctricos para asegurarse de que las personas no entren en contacto accidentalmente con sus partes vivas. La protección efectiva requiere que el equipo con partes expuestas que funcionan a 50 voltios o más se coloque donde sea accesible solo para personas autorizadas calificadas para trabajar con él. Las ubicaciones recomendadas son:

• Una habitación, bóveda o recinto similar;
• Un balcón, galería o plataforma elevada;
• Un sitio elevado a 8 pies o más sobre el piso.
• Las pantallas resistentes y permanentes también pueden servir como guardias efectivos.

Se deben colocar letreros visibles en las entradas de las salas eléctricas y en ubicaciones protegidas de manera similar para alertar a las personas sobre el peligro eléctrico y prohibir la entrada a personas no autorizadas. Los letreros pueden contener la palabra "Peligro", "Advertencia" o "Precaución", y debajo de eso, un texto conciso apropiado que alerta a las personas sobre el peligro o da una instrucción, como "Peligro / Alto Voltaje / Alejarse".
Cuando "conecta a tierra" una herramienta o sistema eléctrico, crea intencionalmente una ruta de baja resistencia que se conecta a la tierra. Esto evita la acumulación de voltajes que podrían causar un accidente eléctrico.
La conexión a tierra es normalmente una medida de protección secundaria para proteger contra descargas eléctricas. No garantiza que una corriente eléctrica no lo golpeará, lesionará o matará. Sin embargo, reducirá sustancialmente el riesgo, especialmente cuando se usa en combinación con otras medidas de seguridad discutidas en este curso.
1910.304, Diseño y protección de cableado , requiere a veces una conexión a tierra de servicio o sistema y una conexión a tierra de equipo en aplicaciones que no son de construcción. Un servicio o sistema de tierra está diseñado principalmente para proteger máquinas, herramientas y aislamiento contra daños. Un cable, llamado conductor "neutro" o "conectado a tierra", está conectado a tierra. En un circuito normal de bajo voltaje, el cable blanco o gris está conectado a tierra en el generador o transformador y en la entrada de servicio del edificio.
Un equipo a tierra ayuda a proteger al operador del equipo. Proporciona un segundo camino para que la corriente pase de la herramienta o máquina al suelo. Esta tierra adicional protege al operador si un mal funcionamiento hace que el marco metálico de la herramienta se energice. El flujo de corriente resultante puede activar los dispositivos de protección del circuito.
Los dispositivos de protección de circuito limitan o detienen el flujo de corriente automáticamente en caso de falla a tierra, sobrecarga o cortocircuito en el sistema de cableado. Ejemplos bien conocidos de estos dispositivos son fusibles, disyuntores, interruptores de circuito de falla a tierra (GFCI) e interruptores de circuito de falla de arco.
Los fusibles e interruptores automáticos se abren o rompen el circuito automáticamente cuando fluye demasiada corriente a través de ellos. Cuando eso sucede, los fusibles se derriten y los interruptores automáticos disparan el circuito abierto. Los fusibles y disyuntores están diseñados para proteger conductores y equipos. Evitan el sobrecalentamiento de los cables y otros componentes y abren el circuito cuando existe el riesgo de una falla a tierra.
Los interruptores de circuito de falla a tierra, o GFCI, se usan en ubicaciones húmedas, sitios de construcción y otras áreas de alto riesgo. Estos dispositivos interrumpen el flujo de electricidad en tan solo 1/40 de segundo para evitar la electrocución. Los GFCI comparan la cantidad de corriente que ingresa al equipo eléctrico con la cantidad de corriente que regresa a lo largo de los conductores del circuito. Si la diferencia supera los 5 miliamperios, el dispositivo apaga automáticamente la energía eléctrica.
Los dispositivos de falla de arco brindan protección contra los efectos de las fallas de arco al reconocer las características únicas del arco y al funcionar para desenergizar el circuito cuando se detecta una falla de arco. Los accidentes eléctricos se pueden prevenir en gran medida mediante prácticas laborales seguras. Los ejemplos de estas prácticas incluyen lo siguiente:

• Desenergizar el equipo eléctrico antes de la inspección o reparación,
• Mantener las herramientas eléctricas mantenidas adecuadamente,
• Ejercer precaución al trabajar cerca de líneas energizadas,
• Utilizando equipo de protección apropiado.

Los requisitos de prácticas laborales relacionadas con la seguridad eléctrica para la industria en general se detallan en la Subparte S de 29 CFR Parte 1910, en las Secciones 1910.331 – .335 . Para aplicaciones de construcción, los requisitos de prácticas laborales relacionadas con la seguridad eléctrica se detallan en la Subparte K de 29 CFR Parte 1926.416 a 1926.417 .

5. ¿La conexión a tierra es una medida de suguridad primaria o secundaria?

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TIPOS DE CARGAS Y ALMACENAMIENTOS

¿Cuáles son las tareas de un ingeniero eléctrico?

Las tareas de un ingeniero eléctrico pueden variar en función del puesto de trabajo. Estas son algunas de las más destacadas:

• Coordinar todas las etapas de un sistema eléctrico. Es decir, estudiar las posibles modificaciones desde un punto de vista económico, social y de operación óptima.
• Controlar equipos de generación y utilización de energía. Por ejemplo, las grandes máquinas generadoras y los transformadores de potencia.
• Diseñar, construir y mantener redes de distribución.
• Proyectar y dirigir la instalación, el funcionamiento, la conservación y la reparación de sistemas eléctricos, motores y equipos.
• Realizar el análisis, el diseño, la simulación y el control de sistemas eléctricos con la asistencia de ordenadores.
• Diseñar y aplicar pruebas a materiales y equipos eléctricos.
• Administrar los recursos humanos y materiales en las obras eléctricas.
• Integrarse a equipos de trabajo interdisciplinarios.
• Proporcionar servicios de asesoría y peritaje.
• Participar en actividades de docencia e investigación.
• Participar en los procesos de fabricación y producción en la industria eléctrica.

¿Qué aptitudes debe tener un ingeniero eléctrico?
Hay una serie de aptitudes que permiten desarrollar este trabajo de forma más eficiente. Destacamos las siguientes:

• Habilidad en las asignaturas de matemáticas, química y tecnología.
• Interés por estar al día en todo lo que se refiere a productos tecnológicos.
• Capacidad para resolver problemas y para trabajar en equipo.
• Capacidad para transmitir de manera sencilla información especializada.
• Habilidad para investigar, redactar y presentar informes.

¿De qué salidas laborales dispone un ingeniero eléctrico?
Todo lo que se refiere a la transmisión de señales eléctricas forma parte del campo de trabajo de un ingeniero eléctrico. Por ejemplo, proveer de energía una casa o transmitir una señal por teléfono móvil. Sin embargo, más allá de casos concretos, hay algunos ámbitos donde los ingenieros eléctricos suelen intervenir muy a menudo:

• Automatización.
  Se encargan de definir el tipo de hardware. Además, proyectan el funcionamiento lógico del sistema con el objetivo de eliminar tareas repetitivas.


• Industria de la construcción.
  Al igual que se necesitan planos para establecer la estructura de un edificio, estos esquemas también son imprescindibles para llevar a cabo una instalación eléctrica. En este sentido, resulta fundamental tener en cuenta las normas de seguridad en el mundo de la construcción.


• Telecomunicaciones.
  En este caso, se ocupan de diseñar sistemas de transmisión de datos o imágenes.

6. ¿De qué se encarga la automatización?

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