Representaciones gráficas de la ingeniería eléctrica

A partir de una idea o una necesidad concreta, se llevan adelante los distintos tipos de obras, pero estos son los extremos de un camino. En el medio, se necesita llevar a cabo muchas acciones y la disponibilidad de recursos de índole muy variada. Una parte de todo esto es la realización del diseño, proyecto y cálculo propiamente dicho, el cual requiere, según se trate, de la participación de las diferentes ramas de la ingeniería, entre las que se encuentra la eléctrica, la cual a su vez comprende especialidades como iluminación, control, comunicaciones, etc.

El conjunto de los trabajos de anteproyecto, diseño, proyecto, cálculo, supervisión, y otras distintas elaboraciones como manuales, instructivos, puesta en marcha y puesta en servicio o producción, constituye la denominada “Ingeniería”, la cual a su vez comprende la “básica”, “de detalle” y “de obra”.
Para la realización de todo el ciclo de la elaboración de estas ingenierías, es necesario confeccionar documentos de carácter muy diverso, los cuales responden también a ciertas tipologías establecidas. En forma global, se los denomina como “Elaborados técnicos”.
En lo que sigue, se abordarán las representaciones que se emplean en la ingeniería eléctrica en sus distintas fases para la ejecución de una obra.

La confección de los documentos técnicos utilizados en la ingeniería eléctrica requiere de una técnica que, como cualquier otra actividad ingenieril, tiene sus particularidades.
Los más utilizados son los “Planos”, aunque no son los únicos. En sus distintos tipos, su ejecución requiere de normas de dibujo convencionales para representar las disposiciones de los elementos físicos (transformadores, interruptores, etc.), pero también de símbolos y nomenclaturas cuando se trata de representar los circuitos, tanto sean los de fuerza motriz, como los de control. Se debe señalar que, cuando se trata de estos últimos, se requiere de una técnica más depurada y rigurosa.

El dibujo es el idioma que permite la comunicación entre los integrantes del mundo técnico, y es universal, en consecuencia, debe ser preciso y sus expresiones, inequívocas.
El dibujo que se emplea para estas representaciones gráficas no solo se debe hacer con precisión, sino también con un alto grado de minuciosidad porque, de no ser así, no se podrían materializar en la práctica los complejos circuitos de los sistemas de control.
Se debe tener en cuenta que, para su ejecución, se utilizan símbolos y nomenclaturas, los cuales no siempre guardan relación con el aspecto físico del elemento o aparato representado.

Los símbolos que se emplean en la ejecución de los planos utilizados en el ámbito de las instalaciones eléctricas son dibujos que representan convencionalmente los distintos elementos componentes. Estas representaciones pueden ser funcionales, según el caso.
En nuestro país, el Instituto Argentino de Normalización y Acreditación (IRAM) es el órgano oficial que emite las normas de dibujo; las cuales se complementan con las de las normas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Existen otras de verdadera importancia como lo son las emitidas, entre otros, por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), por el Instituto Estadounidense de Estandarización (ANSI) o el Instituto de Normalización (DIN) de Alemania.
Durante los últimos años, se observa una tendencia a la unificación de la norma de símbolos de IRAM con los elaborados por IEC.
Es preciso señalar que, en ciertas empresas, hay normas internas sobre simbología propia.
Las normas mencionadas precedentemente también establecen los tamaños de las hojas en las cuales se muestran los distintos elaborados técnicos. Tema que se verá más adelante.

A continuación, se listan algunas de las tablas publicadas por las distintas normas que contienen las simbologías normalizadas más comúnmente utilizadas:

Para dibujar los distintos circuitos eléctricos, se utilizan símbolos, los cuales se complementan con letras y números para identificar los elementos y las funciones que realizan los distintos componentes representados.
La cantidad de elementos y funciones de los símbolos son bastante amplias, y comprenden casi todos los tipos de instalación eléctrica y circuitos de control. A continuación se listan algunas de las listas de nomenclaturas más comúnmente utilizadas:

Los circuitos de los sistemas eléctricos son su esencia, aunque no los únicos, y en general se recurre a otras representaciones que les dan origen, o bien, los complementan.

Se suele utilizar el esquema de principio cuando comienza el proyecto. Es un esquema formado por bloques que representan los distintos componentes y sus interrelaciones tales como las alimentaciones, control, enclavamientos, etc. Es solo esquemático y resulta de ayuda cuando hay que interactuar con otras disciplinas, por ejemplo, mecánica, civil, etc.

La llamada “representación unifilar”, o como corrientemente se dice: “Unifilar”, requiere que se reconozca su debida importancia, en virtud de que se emplea mucho. Su forma simplificada permite tomar conocimiento de los circuitos de la instalación eléctrica muy rápidamente y en forma global (ver figura 1), lo cual en determinado momento puede constituir una introducción al tema o bien aportar la primera idea sobre la constitución de la instalación eléctrica, requisito siempre recomendable para quien debe trabajar en ella y cuando se trata de resolver un problema. En general, permite determinar dónde se encuentra algún problema muy rápidamente.

El inicio de un nuevo proyecto o el análisis funcional de una instalación eléctrica existente comienzan inexorablemente con un diagrama unifilar.
Este tipo de representación es la preferida para el estudio de la instalación eléctrica en su conjunto, ya que cada trazo representa todos los conductores o cables, y facilita el seguimiento de los caminos de la energía eléctrica, tanto como entender las operaciones posibles, todo lo cual favorece las maniobras que se deben ejecutar con los diversos componentes.
El circuito unifilar se desarrolla haciendo trazos representativos de las conducciones donde están insertos los elementos de maniobra, protección y medición necesarios de acuerdo al tipo y aplicación que se trate.
Los trazos representativos de los cables llevan, a su vez, otros pequeños cruzados que indican la cantidad de cables o conductores que los componen.
Esta representación comprende a los distintos tipos de tableros, con sus respectivas alimentaciones.
El esquema unifilar es una representación gráfica esquemática la cual contiene una serie importante de datos expresados con letras y números en los distintos elementos, tales como los siguientes:

Con el nombre de “Representación multifilar” se denomina a los circuitos tri- o tetrafilares, según estos tengan tres o cuatro conductores o cables, respectivamente.
En estas representaciones aparecen todos los conductores o cables de los diversos circuitos, por lo que son adecuadas para servir a los planos de detalle y conexionado utilizados para el montaje.
Habitualmente, se comienza a delinear la instalación eléctrica mediante un esquema elemental, el cual luego de las distintas consideraciones referidas a las maniobras, sistema de protección, etc. se irá transformado en el unifilar definitivo, el cual a su vez dará origen al circuito multifilar (trifilar o tetrafilar, según se trate). Este último incorpora más detalles y las principales características de los componentes.
Ambas representaciones son necesarias en el desarrollo de un proyecto y posterior ejecución de la obra correspondiente.
Para comprender mejor el uso de estos esquemas, emplearemos el dibujo de las figuras 2 y 3. Allí se presentan circuitos tetra- y trifilares con diversos tipos de aparatos de maniobra y protección.

En la figura 4 se representa parte de un circuito funcional, o sea, es el tipo de circuito eléctrico que permite saber cómo funciona este, a través de los distintos elementos componentes representados mediante los símbolos correspondientes.

Existe variedad de elaborados técnicos que se aplican en las instalaciones eléctricas que escapan a los circuitos mencionados más arriba, que representan otros aspectos del proyecto, y que se utilizan fundamentalmente en las distintas etapas de la obra.

Se entiende como “Documento técnico” o “Documento” a los elaborados técnicos que no necesariamente son dibujos, aunque puedan contener algún esquema, en donde se describen acciones o se enumeran elementos. Los siguientes son documentos técnicos:

Entre paréntesis se indican las letras más comúnmente empleadas que, junto a los números, se utiliza para su identificación. Por ejemplo: LM 2333, SP 2333, etc.

La ejecución de los elaborados técnicos está estrechamente vinculada a la informática, para lo cual se utilizan diversos softwares, así como distintos hardwares que permiten la impresión de textos y planos. Solo algunas pocas prescinden de estos recursos, aunque cada vez son menos.
Las distintas ejecuciones de los elaborados técnicos requieren de distintas dimensiones de las hojas de papel. Estas reciben el nombre genérico de “Formato”, y sus medidas están regidas por las normas IRAM, las cuales a su vez están establecidas internacionalmente por IEC.
Para la representación de los circuitos y planillas, se utiliza en general el formato “A3”, cuyas dimensiones son 420 x 297 mm, lo cual no quiere decir que no se pueda utilizar algún otro, por ejemplo, “A1”. Este último formato se utiliza para la representación de tendidos de canalizaciones o “lay out” de, por ejemplo, estaciones y subestaciones transformadoras.

La provisión de los tableros eléctricos es un claro ejemplo de la utilización de distintos elaborados técnicos, cuya aplicación se hace durante las etapas de una provisión.

En general, las representaciones utilizadas en la ingeniería eléctrica son las mencionadas, pero pueden no ser únicas. Que no lo sean puede obedecer a distintas circunstancias: modalidad del ejecutor de la ingeniería, tipo de obra, modalidad de la ejecución, plazos, o bien, de acuerdo a los detalles constructivos de la obra, se pueden generar otros elaborados técnicos si se considera necesario.
También es necesario señalar que no es necesario ejecutar todos estos tipos de elaborados técnicos en todas las obras, sino los estrictamente necesarios para una correcta ejecución y el mantenimiento posterior.
Las simbologías, así como las nomenclaturas mostradas, corresponden a diversas normas nacionales e internacionales, y no se han referenciado a los fines de simplificar la interpretación de esta presentación.