En un proyecto eléctrico se conjugan la planeación, creación, evaluación y supervisión del desarrollo, y la instalación de equipo eléctrico. Muchos proyectos de ingeniería eléctrica empiezan con una idea, o porque la industria privada está en la búsqueda constante de un producto que se modele o desarrolle para el mercado. Muchos proyectos eléctricos pueden representar un nuevo producto susceptible de entrar en el mercado o pueden buscar mejorar un producto o sistema que se encuentre ya en el mercado.
El desarrollo eléctrico de todas maneras requiere el entendimiento de los principios fundamentales de la ingeniería eléctrica. Con la disponibilidad de una base de datos, así como de diferentes programas o módulos de actividades, se pueden llevar a cabo estudios de planeación, diseño y análisis.
En un proyecto eléctrico, el diseño atraviesa etapas importantes de desarrollo. Primero, el diseñador debe entender el alcance del proyecto. Posteriormente, debe definir cada componente (como las áreas de oficinas generales, maquinaria especial y equipo de distribución de energía) para estándares de la industria reconocidos. Finalmente, estos componentes individuales deben conjuntarse para formar la presentación integral del diseño.
El proceso que hemos mencionado es un método de varios pasos para resolver problemas. Los diseñadores eléctricos generalmente necesitan enfocarse en temas con los cuales se enfrentan frecuentemente cuando hacen su trabajo. Generalmente, están muy familiarizados con los que se enlistan a continuación, que bien representan una molestia, o un conocimiento bien dominado por los diseñadores más experimentados. Es fundamental, por lo tanto, asegurarse de que estos temas se encuentran en la mente del diseñador.
Estándares y regulaciones
Referencias eléctricas de los componentes
Sistema de voltaje utilizado
Evitar posibles modos de falla
Después de que se ha seleccionado cada componente que conforma la planeación, el siguiente paso es diseñar cada parte conforme a los estándares de la industria reconocidos, así como cualquier otro estándar adicional que la jurisdicción local haya establecido para ocupaciones comerciales o industriales. Al desarrollar diseños para proyectos eléctricos, conocer las normas locales es fundamental.
Algunos proyectos tendrán también requerimientos adicionales basados en sus componentes específicos, tales como esos que incluyen equipo eléctrico especializado. Un experto en diseño deberá considerar las guías de manufactura para equipo especializado y utilizar los estándares establecidos por el fabricante para la protección contra sobreintensidades, requerimientos especiales de conexión a tierra, entre otros. Estas solicitudes particulares pueden necesitar prácticas de cableado distintas. Cuando estos casos especiales tengan lugar, deben documentarse en el plan.
En el caso de los proyectos que incluyan partes nuevas o actualizadas para los sistemas de distribución de los servicios públicos, los expertos deben considerar todas las necesidades establecidas por la institución de servicios. Estos pueden dictar los métodos de cableado y el equipo necesario para la forma de distribución adecuada del servicio a los consumidores. Los valores de carga calculados deben coincidir con las guías de manufactura, de forma que se asegure que los sistemas de distribución soporten dichas cargas.
En cualquier caso, los expertos en diseño no solo deben tener conocimientos eléctricos sólidos así como un entendimiento minucioso de cálculos eléctricos y sus necesidades, sino que también deben estar conscientes de la aplicación de todos los códigos y estándares relevantes empleados en la industria eléctrica.
Una vez que las diferentes partes y los estándares aplicables se han determinado, el experto en diseño empieza a compilarlas para formar un diagrama eléctrico y completar un juego de planos.
En el pasado, dichos planos tomaban forma de borradores dibujados a mano, pero hoy la mayoría de los planos se crean digitalmente gracias las herramientas de los programas de diseño asistido por computadora (CAD). Los diagramas digitales son más fáciles de revisar y de transmitir que esos dibujados con pluma y lápiz.
En los diagramas, cada dispositivo debería referenciarse empleando los símbolos eléctricos adecuados. Estos permiten que todas las personas que trabajarán en el proyecto reconozcan cada parte, para que estimen los costos aproximados y construyan el todo con base en las especificaciones.
Entender la variedad de voltajes del sistema empleados en sistemas eléctricos resulta de gran importancia en el diseño y en el mantenimiento. Entender cómo es que las cargas están conectadas entre las fases y entre fase y neutro permitirá generar un diagrama adecuado y especificar los componentes de un sistema eléctrico; asimismo, el personal de mantenimiento y operación podrá llevar a cabo su labor con mucha seguridad.
Existen muchos tipos de voltajes disponibles para el suministro de energía. El paso uno implica reconocer el ideal. La empresa que suministra la energía debe dar a conocer el tipo de voltaje, pues no todos están disponibles para cualquier carga. Por ejemplo, es posible que el servicio de tres fases no se encuentre disponible para edificios residenciales; puede ser también que existan requerimientos mínimos para cargas grandes, entre otros.
El experto en diseño eléctrico es el responsable de determinar las necesidades de voltaje. No obstante, no hay que asumir que usted sabe cuál es la fuente de energía que empleará, pues eso lo llevará a generar el diagrama de un dispositivo con un alimentador de poder determinado, cuando probablemente su lugar de destino no cuente con esa fuente.
Los modos de falla ocurren conforme pasa el tiempo, y usualmente es difícil anticiparse a ellos para evitarlos. Los componentes electrónicos tienen un rango muy amplio de modos de falla. Estos pueden clasificarse de diferentes maneras, como tiempo o causa. Las fallas pueden ser provocadas por temperatura excesiva o porque hubo sobrecarga de corriente o de voltaje, radiaciones ionizantes, choques mecánicos, impacto de presión, entre muchas otras razones. Es común que aparezcan cerca del principio o rondando el final del ciclo de vida de los componentes. Las aplicaciones, como sistemas espaciales, sistemas de sustento de la vida, telecomunicaciones, señalización ferroviaria y computadoras, emplean un gran número de componentes electrónicos. El análisis de las estadísticas de fallos puede sentar las bases de una guía apropiada para establecer ciertos niveles de confiabilidad en los diseños. A continuación se enumera una lista de modalidades de falla:
De contacto
De la placa de circuito impreso (PCB)
En el regulador
En el semiconductor
En componentes pasivos
Sin importar el ambiente en el que su producto se desempeñe, se necesita emprender una investigación minuciosa para hacer un diseño apropiado que resista el entorno. Lo último que usted quiere es que se le olvide que la temperatura ambiente podría alcanzar los 150 grados centígrados (exagerando) y su electrónico está diseñado para manejar la temperatura promedio de una habitación.
Sin importar todas las precauciones que la gente toma con respecto a la electricidad, para que un error sencillo se convierta en una situación de vida o muerte solamente puede transcurrir un momento. Desarrollar nuevos productos toma mucho tiempo, incluso el diseño de las especificaciones del cliente es tardado. Sin embargo, es una verdad ineludible que la seguridad es aún la primera especificación de los consumidores, incluso si no la solicitan explícitamente, tanto para quienes los construyen, quienes los manejan, quienes los diseñan para utilizarse y también para quienes nunca deberían emplear el dispositivo en cuestión.
De todas maneras, el riesgo de un choque eléctrico todavía está presente en todos los dispositivos electrónicos. Lo único que podemos hacer es tomar medidas preventivas y minimizar la posibilidad de que alguien sea víctima de un choque eléctrico. Podemos preguntarnos: ¿Los componentes están alineados a todos los estándares y guías? ¿El dispositivo está planeado con base en las indicaciones necesarias para la industria en la cual va a emplearse? Lo último que usted quiere es que un monitor para bebés tenga un cable expuesto.
Pero, siendo realistas, probablemente un producto con un problema así no llegaría al mercado. ¿Ha tomado todas las medidas necesarias para prevenir cualquier daño o perjuicio en el equipo?La seguridad es el requerimiento principal que todos los dispositivos deben tener, aunque no se hable de ello. Una vez que usted, como experto en diseño, ha alcanzado esta meta, puede descansar tranquilo, pues su producto no lastimará a nadie.
Sin importar si uno tiene mucha o poca experiencia como diseñador, siempre será bueno ver las cosas desde una perspectiva más amplia cuando el trabajo esté terminado. Algunos temas a discutir aquí pueden parecer sentido común, pero algunas veces es bueno recordarnos que este es el trabajo y que el proceso de diseño puede ser un método que se rechaza o, peor aún, que en algunos casos ni siquiera se emplea. Las personas se convierten en su trabajo, y por eso deben entender todo lo que ocurre a su alrededor. Aunque sean cambios mínimos, nadie está exento de que ocurran, y entonces será necesario verlo todo desde una perspectiva distinta y más fresca. Los diseñadores de diagramas eléctricos solamente necesitan sentarse y recordar cómo era cuando empezaron, para así evitar grandes errores en el trabajo que cualquier principiante podría haber notado.
¿Alguna vez ha cometido un error y pensó, “Esto lo aprendí en la escuela… sabía esto incluso antes de empezar el trabajo?”
Proyecto siempre!