A modo de introducción.
Dentro de las aplicaciones de la energía eléctrica,
los Controles Eléctricos en el sector industrial es sin duda el más importante,
no sin dejar de lado los otros sectores del mundo moderno, Pero especialmente el
sector industrial representa la mayor porción de la transformación de la
energía eléctrica en otros tipos de energía.
Figura N°1: Consumo de energía eléctrica en España
Como se puede observar en la Figura N°1 el consumo eléctrico se reparte entre los distintos sectores para este caso se toma como
ejemplo el de la economía española, además se muestra el reparto del consumo eléctrico dentro de los distintos subsectores
industriales. Cada uno de los lectores podría verificar los números de su país
para verificar la importancia del control eléctrico en el sector industrial y
es por eso que se debe la importancia del control eléctrico que es un elemento
fundamental en la operación de sistemas industriales, máquinas y dispositivos
electrónicos. Su papel es crucial para garantizar que los procesos se realicen
de manera eficiente, segura y
automatizada.
De esta forma, la industria es el escenario de las
actividades desarrolladas por la mayoría de los profesionales del área eléctrica, ya sea en forma de proyectos de control eléctrico, instalación de
accesorios y equipos, o incluso proyectos de automatización industrial.
Dentro de esta área de conocimiento se encuentra la especialización en esta disciplina de la carrera del electricista donde se representan
técnicas y métodos que se utilizan para controlar y manipular accionamientos de
máquinas y equipos.
Control
eléctrico.
“Este se refiere a la utilización de dispositivos
eléctricos y electrónicos para regular, monitorear y automatizar el
funcionamiento de sistemas y máquinas. Implica la gestión de la energía
eléctrica para mantener el desempeño deseado de un sistema, asegurando que
opere dentro de parámetros específicos de voltaje, corriente, temperatura,
presión, entre otros.
Estos sistemas utilizan componentes como
interruptores, relés, contactores, sensores, controladores lógicos programables
(PLC), y sistemas de supervisión y adquisición de datos (SCADA), entre otros,
para manejar de forma precisa y eficiente las funciones de máquinas y equipos.”
[1]
En resumen, los controles eléctricos no es más que la
correcta conexión de los diferentes elementos necesarios para lograr el gobierno de una carga y lograr su eficiente trabajo se deben seleccionar
adecuadamente esos elementos que lo componen. Estos circuitos en su mayoría de dividen
en un circuito de potencia, donde se encuentran las cargas (Ej. Motores eléctricos trifásicos) y un circuito de control que incluye la lógica para
activar los dispositivos de maniobra y protección (Ej. Pulsadores, luces de
señalización, etc.). Cabe destacar que el control de motores eléctricos es un
aspecto crítico para la gerencia empresarial y la regulación del desempeño de los
motores eléctricos ya que son las cargas más usadas.
Circuito de potencia o fuerza.
Un
circuito de potencia es el conjunto de elementos eléctricos encargados de
transportar y distribuir la energía eléctrica desde la fuente hasta la carga.
Este circuito incluye conductores, interruptores, transformadores, contactores
y otros dispositivos diseñados para manejar corrientes y tensiones elevadas. Según
Carlos Roberto Mora, en su libro Instalaciones Eléctricas Residenciales,
Comerciales e Industriales (2009), Un circuito de potencia se define como:
“El conjunto de elementos encargados de conducir la
corriente eléctrica hacia el motor o carga, soportando los niveles de corriente
y tensión que este requiere para su funcionamiento”.
En atención a lo antes expuesto los circuitos de
potencia son aquellos diseñados para transportar y controlar la energía
eléctrica desde la fuente hasta la carga manejando altos niveles de corriente y
tensión en aplicaciones industriales u otros sectores según la necesidad.
Su representación gráfica es la siguiente:
Tomado de: https://coparoman.blogspot.com/2011/04/diagrama-de-control-y-diagrama-de.html
Como se puede observar las líneas del circuito de
control se representan con las líneas más gruesas.
Características
de los circuitos de potencia:
Según lo planteado por Hugo González Rojas, en su
libro Electrotecnia General (2012), Un circuito de potencia está diseñado para
conducir elevadas corrientes eléctricas hacia los dispositivos de consumo, por
lo que sus componentes deben ser robustos,
con buen aislamiento, adecuados
sistemas de protección, y construidos con materiales conductores que minimicen las pérdidas de energía.
Características
claves:
·
Alta corriente: Diseñado para transportar corrientes elevadas a
cargas.
·
Robustez: Sus componentes deben resistir condiciones severas de operación.
·
Seguridad y aislamiento: Para evitar cortocircuitos y garantizar la protección de personas y equipos se debe garantizar la seguridad de todo lo conectado en
ellos y además de asegurar que el personal encargado u otros agentes externos puedan
estar a salvo en las cercanías con ellos por eso deben estar aislados para
evitar cualquier tipo de falla por cortocircuito y preservar su vida útil tanto
como la seguridad de los operadores.
·
Mínimas pérdidas: Se utilizan materiales como cobre o aluminio con baja
resistencia eléctrica. Para minimizar los niveles resistivos en el circuito y
con esto evitar las pérdidas de energías no deseadas.
Circuito de control
Es el conjunto de componentes primarios o básicos que
no están conectados directamente a la potencia de la máquina, sin embargo,
tienen absoluto gobierno (mando o regulación) sobre el circuito de potencia o
fuerza. Los circuitos de control realizan funciones tales como: arranque,
aceleración, regulación, inversión, etc. Los elementos utilizados para regular
o gobernar las funciones de una máquina se denominan componentes secundarios o
maniobra, esto descrito anteriormente basado en lo planteado por Stephen J.
Chapman, en su libro Máquinas Eléctricas (2012), que indica:
“Un circuito de control se define como el conjunto de
dispositivos eléctricos que permiten iniciar, detener, proteger o regular el
funcionamiento de una carga, mediante señales de baja energía que controlan el
circuito de potencia”
Mediante este son manejados los circuitos de potencia
y optimiza el funcionamiento de estos haciendo abrir o cerrar el circuito según
sea necesario en el sistema, siendo fundamental en las medidas de protección de
las cargas, además de monitorear mediante el circuito de control creando ese
balance entre ambos según su función.
Figura N°3: Circuito de Control.
Tomado de: https://coparoman.blogspot.com/2011/04/diagrama-de-control-y-diagrama-de.html
En pocas palabras con lo antes planteado podemos
indicar sus características:
·
Utiliza
baja corriente y baja tensión. (típicamente 24 VDC, 48 VDC, 110 VAC, etc.).
·
Controla
de manera directa o indirecta el circuito de potencia.
·
Alta
precisión, permitiendo secuencias complejas, temporizadas o condicionales.
·
Seguridad,
ofreciendo riesgo eléctrico comparado con los de potencia para el operario.
·
Automatización,
facilita el control automático de procesos.
· Interconectividad, se pueden integrar con PLCs, sensores y sistemas de monitoreo.
Componentes
que conforman los diagramas de control eléctrico.
Figura N°4: Elementos que
conforman los diagramas de Control.
Meléndez (2025). Basado en: Franco A. (2008) y Dávila
(2011)
Elementos
principales según este autor:
Circuito
de potencia:
1.
Fuente
de alimentación: Generadores o transformadores que suministran la energía hacia
el circuito su función es abastecer se energía el circuito para su
funcionamiento
2.
Conductores:
Transportan la corriente desde la fuente hasta la carga.
3.
Interruptores
automáticos o breakers: Permiten abrir o cerrar el circuito manual o
automáticamente.
4.
Contactores:
Estos actúan como interruptores controlados eléctricamente.
5.
Protecciones
(fusibles, protecciones térmicas o relés): Son los encargados de Proteger
contra sobrecargas o cortocircuitos y/o detectar fallas y actuar sobre
interruptores para aislar zonas.
6.
Transformadores:
Cambian los niveles de tensión para transporte o consumo.
7.
Carga:
El equipo que consume la energía eléctrica (motores, iluminación, resistencias,
etc.).
Circuito
de control:
1.
Fuente
de control: Es el dispositivo o sistema que suministra la energía eléctrica
necesaria (normalmente de baja tensión y baja corriente) para operar los
componentes del circuito de control, como relés, contactores, temporizadores,
sensores, entre otros.
Características comunes de una fuente de control:
·
Tensión
baja y segura, adecuada para operar elementos de control sin riesgos.
·
Puede
ser una fuente AC o DC, según el diseño del sistema.
2.
Botones
pulsadores: Permiten el control manual (arranque/parada).
3.
Posicionadores.
(Ejemplo: Interruptores de límite de carrera o limit switches): Un interruptor
de límite es un dispositivo electromecánico que se utiliza en circuitos de
control para detectar la posición o el movimiento de una parte móvil de una
máquina, actuando cuando se alcanza una posición predeterminada. Según
Francisco Dávila, Los interruptores de límite son sensores de posición
mecánicos que, al ser accionados por un objeto en movimiento, abren o cierran
contactos eléctricos que permiten el control automático del sistema.
Características clave según este autor
• Se activan por contacto físico con una parte móvil.
• Permiten
abrir o cerrar circuitos de control.
• Son
comunes en sistemas de automatización industrial, bandas transportadoras y
máquinas herramienta.
• Ofrecen
alta confiabilidad y simplicidad.
4.
Relés
de control: Activan contactos auxiliares para realizar acciones.
5.
Contactores:
Aunque manejan potencia, su bobina es parte del control para la activación del
circuito de potencia.
6.
Temporizadores:
Permiten retardos en el tiempo para secuencias de apertura de circuito o cierre
según sea adecuado o se amerite
7.
Sensores:
Detectan variables como temperatura, presión, nivel, etc.
8. Lámparas piloto: Indican el estado del circuito o
proceso con una señal lumínica en los tableros.
Tipos
de Control Eléctrico
Existen varios tipos de control eléctrico, dependiendo
del nivel de complejidad y la aplicación específica:
·
Control Manual: Requiere intervención humana para operar equipos,
como encender o apagar una máquina usando un interruptor. [1]
· Control Semiautomático: Un sistema de control eléctrico semiautomático combina la intervención humana con la automatización, donde la persona inicia una secuencia de operaciones y luego el sistema las completa de forma automática. Este tipo de control es útil para procesos que requieren flexibilidad y control humano, como el arranque de un motor eléctrico o la gestión de algunas tareas en una planta de procesamiento. [2]
·
Control Automático: Utiliza dispositivos como relés y temporizadores para
realizar operaciones sin intervención humana. Ejemplos incluyen sistemas de
iluminación automática o sistemas de riego. [1]
·
Control Programable: Utiliza PLCs y sistemas SCADA para gestionar procesos
industriales complejos, permitiendo ajustar parámetros en tiempo real y
recopilar datos para mejorar la eficiencia. [1]
Planos
eléctricos.
Estos circuitos de control se representan en un plano
eléctrico. Si trabajas o estudias esta carrera, seguro que ya viste alguno de ellos,
que no es más que la representación gráfica de una instalación o circuito que
muestra visualmente todos los componentes y su interconexión por medio de símbolos.
Este tipo de planos se utilizan tanto para construir como para mantener los
sistemas eléctricos y garantizar su funcionamiento.
Para interpretarlos, se deben emplear estándares creados por organizaciones regulatorias bien sean nacionales o internacionales. Y se podría decir que su interpretación es la forma de conocer cómo trabaja el sistema, por lo tanto, con dicha interpretación nos ayuda a comprender y analizar el funcionamiento de circuitos complejos, permitiéndonos identificar de manera clara la función, es decir si el manual, semiautomático, automático o programable y además conocer la ubicación de cada uno de sus componentes.
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Referencias:
CHAPMAN. Stephen J. (2012). Máquinas Eléctricas
DAVILA. Francisco. (2011). Automatización Industrial:
Control Eléctrico y Electrónico.
FRANCO. Ángel. (2008). Instalaciones Eléctricas
Industriales.
MORA, Carlos Roberto. (2009). Instalaciones Eléctricas
Residenciales, Comerciales e Industriales.
ROJAS. Hugo González. (2012). Electrotecnia General.
Paginas Consultadas:
[2]
https://colegiosanalfonso.cl/wp-content/uploads/2021/05/GUIA-3-IEI-4%C2%B0B.pdf
https://www.saladaeletrica.com.br/comandos-eletricos/
https://pt.hdswitchgear.com/info/what-is-motor-control-in-electrical-92458680.html
https://www.lacorformacion.com/blog/interpretar-plano-electrico
