Interruptor de circuito por falla de arco (QO-CAFI)

“La Norma Oficial Mexicana 2012 (NOM) requiere que el QO-CAFI se instale en combinación con todos los circuitos derivados instalados en una unidad de vivienda. Las fallas por arco pueden ocurrir en cualquier tipo de circuito en el que sea posible que tenga cable que se ha deteriorado su aislamiento o ha sido dañado al meter mal el conductor en la canalización, o por extensiones desgastadas o cables del equipo conectado en mal estado.”

QO-CAFI
Peligros eléctricos
Cuando la mayoría de nosotros pensamos en los peligros de la electricidad, el primer pensamiento que viene a la mente es el peligro de electrocución. En realidad, las posibilidades de ser electrocutado en su casa son bastante bajas, sólo alrededor de doscientas se producen por electrocución cada año. Estadísticamente, el peligro más grave que representa la electricidad en el hogar es el fuego. Más de cuarenta mil incendios eléctricos se producen cada año, resultando en más de seiscientos cincuenta millones de pesos en daños a la propiedad. Casi cuatrocientas personas mueren al año a causa  de incendios eléctricos en residencias y hay miles de heridos.

¿Qué es el arco eléctrico?
Un arco eléctrico es:
Una descarga eléctrica sostenida entre dos conductores.Un ejemplo común es una bujía de encendido del auto. Los arcos eléctricos pueden ocurrir en cualquier sistema de corriente continua o de corriente alterna y pueden crear temperaturas en exceso de 5,000 °C, más caliente que la superficie del sol. En nuestro hogar se utiliza un sistema de cableado convencional y una tensión de 127 V. Este voltaje dentro del hogar no es suficiente para sostener un arco
eléctrico a través del aire cuando la tensión pasa de cero hasta los 127 V. La única manera de mantener el arco es si el conductor está en su aislamiento débil o desgastado, o de alguna forma presenta sobre calentamiento o si está carbonizado.

¿Qué es la carbonización en el aislamiento?

A este fenómeno se le conoce como cable pirolizado (Pirólisis –es la combustión lenta y la carbonización de materiales orgánicos- resultado de daños en el aislamiento).

Detección de una falla de arco eléctrico 

¿Por qué no son suficientes los termomagnéticos?

La corriente necesaria para crear este arco es inferior a la que se necesita para activar el interruptor. Sin embargo, los arcos tienen una reconocible “firma” o combinación de formas onda de tensión y corriente. El arco eléctrico se puede reconocer si se le ve en un osciloscopio y las características de un arco pueden ser detectadas por las placas de circuitos integrados, en los  interruptores y receptáculos. En este  sentido, las características del CAFI son similares al GFI,  aunque su propósito es totalmente diferente. Un interruptor de falla de arco, tal como se define en la Norma Oficial Mexicana (NOM) en la sección 210-12 (a), “es un interruptor destinado a proporcionar protección contra los efectos de las fallas de arco mediante el reconocimiento de características  únicas del arco eléctrico y funciona para desenergizar el  circuito cuando una falla de arco es detectado”.

Tipos de Arcos
Hay esencialmente tres tipos diferentes de fallas de arco. Estas son (1) las fallas en serie, (2) fallas en paralelo y (3) fallas a tierra. En una falla de serie, un solo conductor portador de corriente se interrumpe. Un ejemplo podría ser una conexión floja o un cable de un solo conductor, donde se rompe por un clavo (Figura 1 y 2).

Figura 1 Figura 2

Figura 1 y 2: Normal y las formas de onda de arco actuales.

Una falla en paralelo existe en una conexión entre el conductor que transporta corriente y el que la regresa a su origen (normalmente se conoce como fase y neutro). Una falla a tierra requiere un camino de tierra y se comportan eléctricamente muy similares a una falla en paralelo (Figura 3).

Figura 3: Arco en Serie y arco en paralelo.

Además de las fallas de arco, existen también una serie de arcos comunes. Estos incluyen el contacto de arco al mover de un tirón un interruptor o apagador, el arco cuando una lámpara incandescente se funde, y los motores al iniciar su arranque con capacitor. Además, hay muchos aparatos que producen irregularidades en sus formas de onda debido a las corrientes no sinusoidales (Armónicos). Esto incluye computadoras, herramientas con velocidad variable, horno de microondas y otros artículos domésticos comunes. Para la protección eficaz del CAFI, se deben evitar disparos intempestivos en estos artículos todos los días. En términos generales, las fallas de arco se producen con una mayor frecuencia de estos arcos aceptables. Hasta el momento, los informes sobre CAFI son buenos y no han habido problemas con disparos intempestivos.

Termomagnéticos CAFI
A primera vista, un interruptor CAFI se ve exactamente como un interruptor GFI. Hay un cable flexible curvado blanco, conductor que está conectado al neutro y el circuito de derivación y neutro, conductores ambos se originan desde el interruptor. Hay un total de 3 hilos. La etiqueta en el interruptor se identifica como un CAFI. Figura 1 y 2: Normal y las formas de onda de arco actuales Una falla en paralelo existe en una conexión entre el conductor que transporta corriente y el que la regresa a su origen (normalmente se conoce como fase y neutro). Una falla a tierra requiere un camino de tierra y se comportan eléctricamente muy similares a una falla en paralelo (Figura 3). Se recomienda integrar a nuestra instalación eléctrica los interruptores CAFI cuando la vivienda tenga más de treinta años y no haya tenido un cambio de conductores eléctricos; ya que estos interruptores nos permitirán detectar falsos
contactos, posibles arcos eléctricos dentro de nuestra instalación, previniendo con ello un incendio. Recordemos que a diferencia de los interruptores GFI (que protegen a las personas), los interruptores CAFI ayudan a proteger los inmuebles, nuestro patrimonio y nuestra integridad.

Por: Gonzalo Hernández – ElectriQO