Protegiéndonos mediante un transformador

A estas alturas, la mayoría de nosotros ya ha experimentado alguna vez y afortunadamente salió ileso, la desagradable sensación de una descarga eléctrica. En varias de las entradas anteriores he mencionado al pasar el uso del transformador de aislamiento como forma de protegernos cuando manipulamos un receptor de válvulas y como lo que se promete se cumple, hoy, tendremos una nota con menos historia y más técnica.

Por cuestiones obvias, al vivir en Argentina, desarrollaré el tema basado en una línea de 220V y 50Hz, sin embargo, lo mismo es completamente válido para otras tensiones y frecuencias.

También voy a dar por sentado que las instalaciones eléctricas de vuestros hogares cumplen con las normativas vigentes que entre otras cosas exigen:

  • Acometida con interruptor termomagnético
  • Protección diferencial de 30 mA
  • Jabalina de puesta a tierra
  • Todas las tomas de red normalizados con tierra conectada

No intento dar una clase sobre instalaciones eléctricas, pero si tienen dudas o quieren saber más del tema les sugiero consulten las normas AEA 90364-7-701 y 770 (normas argentinas) o las que apliquen en su país (en Europa IEC). Por supuesto, hay gente que estudió y trabaja de ello, no está mal llamar a un técnico electricista matriculado para que certifique que nuestro hogar cumple con las normativas de seguridad locales.

De nuevo, no es que yo sea un purista de las normas, pero ellas están por algo, y es para cuidarnos, son para nuestra seguridad.

Por normativa, los equipos eléctricos alimentados a partir de la red eléctrica se pueden dividir en dos grupos de acuerdo con su tipo de protección a las personas que lo utilizan:

  • Clase 1: El equipo incluye tierra de protección
  • Clase 2: El equipo no necesita tierra porque posee doble aislamiento
Símbolos con los que encontraremos las clases de aislación

En términos generales, los equipos cuyo gabinete es metálico, como lavadoras, microondas, etc. deberían contar con una toma de red de tres patas (Fase, Neutro y Tierra), de esta forma ante un fallo en la aislación (contacto directo o indirecto) actuará el interruptor diferencial cortando la energía.

En el caso de los equipos de doble aislación, la toma de red no necesita de la pata de tierra, tendrá solo dos patas (Fase y Neutro). En general podemos distinguir estos equipos porque su gabinete exterior es plástico (aunque no siempre). La forma en la que los fabricantes logran este doble aislamiento es mediante un diseño muy cuidadoso tanto de su gabinete como de sus componentes eléctricos.

Obviamente, nuestras radios a válvulas, son anteriores a todas estas normas y en el mejor de los casos cumple con alguna condición de seguridad que el fabricante consideraba necesaria, pero no hay un criterio uniforme y claramente es deficiente para los estándares actuales. Si encima tenemos que manipular el chasis (ya no hablamos de la operación misma del receptor) el tema es aún peor y el riesgo de electrocución está latente en todo momento.

La buena noticia es que hay solución a este problema, y es tan vieja como las radios mismas, se llama transformador de aislación, una solución que está contemplada en las normas.

El suministro eléctrico a nuestros hogares tiene la configuración de un esquema TT, donde el conductor de Neutro se encuentra conectado a tierra en el centro de estrella del transformador de distribución de la empresa que nos brinda el servicio.

Esquema de distribución eléctrica tipo TT

Los receptores con válvulas que utilizan filamentos en serie, en general, carecen de transformador de alimentación, porque en rigor, no lo necesitan para funcionar. Consecuentemente, uno de los polos de red estará conectado directa o indirectamente al chasis y, por ende, todo lo que sea metálico y esté en contacto con el mismo (ejes de potenciómetros, selectoras, etc) estará al potencial de la red. Algunos fabricantes, los menos talibanes de la electrónica, no vinculaban el chasis directamente, sino que lo hacían a través de un capacitor, esto daba algo de aislamiento para el usuario final, sin embargo, el técnico reparador estaba expuesto a peligrosas tensiones. Al tocar alguna parte viva, la persona, cierra el circuito iniciado en el transformador de distribución eléctrico fugando una corriente a tierra con capacidad de ser mortal.

Intercalando en la alimentación del equipo un transformador con relación 1:1 logramos abrir ese circuito y por lo tanto, al exponernos a alguno de los polos de salida del transformador ya no estaremos cerrando el circuito con tierra y el transformador de distribución.

Por supuesto, esto es una explicación en extremo simplificada y superficial de cómo es que este transformador de aislamiento nos protege y los invito a quien guste a interiorizarse más en el tema. Esta técnica es muy usada para alimentar equipos médicos de forma de lograr plena seguridad para las personas.

Como ventaja secundaria, el uso de un transformador de aislamiento puede darnos algún nivel básico de filtrado frente a ruidos producidos en la red y, al emplear un transformador con múltiples secundarios, proporcionar una reducción de tensión muy útil para aquellas radios que funcionan a partir de una red de 110V.

Transformador de aislamiento casero

A estas alturas, queda claro que contar con un transformador de aislación para usar y mucho más para reparar nuestras radios y, en general, para cualquier persona que quiera incursionar en la electrónica es casi una obligación.

Se pueden conseguir comercialmente equipos acabados de muy buena calidad, pero tengamos en cuenta que no suelen ser baratos. Por ello es que aquí les presento mi solución, un simple transformador de 150VA suficiente para alimentar cualquiera de nuestras radios y la mayoría de los proyectos de electrónica hogareños.

Esquema de nuestro transformador de aislamiento

He decidido, para darle mayor funcionalidad, utilizar un transformador con doble secundario (220/110+110) de forma de contar con tomas para las radios de 220V y para las de 110V.

Del mismo modo, un par de capacitores otorgan algo de filtrado frente a ruidos de radiofrecuencia que podrían provenir de la red.

Capacitores de filtrado

Una protección termomagnética de 1 Amper oficia tanto de llave de encendido como de protección ante sobrecargas y cortocircuitos.

Soporte DIN realizado en impresora 3D para termomagnética

Para completar, un pequeño lujo, he decidido agregar un par de indicadores LED de precio muy económico con las dimensiones de un ojo de buey estándar (22.5 mm) que miden tensión y frecuencia.

Voltímetros y frecuencímetros
Voltímetros y frecuencímetros

El conjunto lo he montado en una pequeña caja plástica que se puede conseguir en cualquier casa de electrónica.

Conjunto terminado
Equipo de frente con ambos tomas
Detalle de voltímetros

Conclusiones:

El costo que puede tener este equipo es exiguo frente a los beneficios. Si lo pensamos en términos de seguridad entonces ni siquiera el costo es un justificativo.

Dentro del instrumental de electrónica que todo técnico que se precie debe tener, yo, incluiría al transformador de aislación.

Como ventaja secundaria, podemos decir que también estaremos cuidando, indirectamente, nuestras preciadas radios, ya que el mismo nos otorgará una tensión ligeramente más estable y filtrada que la de la red directa y ante un cortocircuito interno la protección de 1A actuará rápidamente cortando la alimentación. Tengamos en cuenta que en nuestros hogares la protección normalmente será de entre 16A y 25A por lo que su sensibilidad es mucho menor.

Proyecto: Construyendo tu transformador de aislamiento

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