Interruptores automáticos para el sector naval: definición, normativa y criterios de selección

A bordo de un buque, la seguridad eléctrica no admite improvisación. El interruptor automático es uno de sus elementos indispensables: protege la instalación frente a sobrecargas y cortocircuitos y, a diferencia del fusible, puede rearmarse una vez resuelto el problema. En este artículo repasamos qué es, qué normativa debe cumplir, sus tipologías –MCB, MCCB y ACB– y los criterios para seleccionarlo correctamente en el entorno naval.

Interruptores automáticos para el sector naval

1. Definición

El interruptor automático, también conocido como disyuntor, breaker o simplemente automático, es un elemento indispensable de seguridad eléctrica a bordo.

Se trata de un elemento capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente que pasa por él excede de un determinado valor o cuando se produce un cortocircuito, con el objetivo de no causar daños humanos y/o materiales.

A diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados tras un único uso, el interruptor automático puede rearmarse una vez localizado y reparado el daño que causó el disparo.

A su vez, permite realizar operaciones de aislamiento y control, ya que abre y cierra el circuito a voluntad en condiciones de carga. Dependiendo del tipo, equipado con los elementos auxiliares necesarios, permite también control y señalización eléctrica a distancia.

Es la única aparamenta capaz de satisfacer simultáneamente todas las funciones básicas:

• Aislamiento
• Protección
• Control

2. Normativa

Los interruptores automáticos, al tratarse de aparamenta de seguridad, deben ir certificados por alguna sociedad de clasificación y cumplir con alguno de los siguientes estándares:

• IEC 60947-2: “Low voltage switchgear and controlgear, Pt 2: Circuit-breakers”.
• IEC 62271-100: “High-voltage switchgear and controlgear”.

Además, según la normativa (Pt.4 Ch.8 Sec.4 2.1.5), la construcción deberá ser tal que no puedan producirse roturas accidentales causadas por la inclinación, los movimientos, las vibraciones y los golpes de la embarcación.

Cada interruptor de potencia nominal superior a 16 A debe ser de libre disparo: la acción de corte deberá cumplirse independientemente de la posición del accionamiento manual o de otros dispositivos de cierre.

3. Funcionamiento y tipología

Se pueden distinguir dos tipos de interruptores en función del mecanismo de disparo. Este mecanismo actúa sobre el mecanismo de enganche, desconectándolo cuando detecta una corriente anormal en el circuito.

3.1. Interruptores magnetotérmicos (MCB)

Son dispositivos sencillos, para el control de bajas intensidades nominales de hasta 125 A. No permiten ajustes de disparo y apenas disponen de accesorios adicionales.

Normalmente se utilizan en los últimos niveles del sistema de distribución – cuadros secundarios– donde los niveles de cortocircuito son apropiados y no se requieren funciones especiales de señalización y/o control.

Para la protección de sobrecarga constan de una pletina bimetálica accionada térmicamente cuando detecta una condición de sobrecarga; para la protección de cortocircuitos, de un percutor electromagnético que entra en funcionamiento al alcanzar altos niveles de corriente.

Estos dispositivos son protecciones de carril DIN y no tienen unidad de control, por lo que el disparo se efectúa a través de la selección inicial de fábrica entre distintas curvas de disparo.

3.2. Interruptores automáticos (MCCB y ACB)

El mecanismo de disparo de estos dos equipos consta de un relé electrónico que mide la corriente mediante transformadores de intensidad conectados a cada fase.

Estos relés, además de las funciones propias de protección, pueden aportar al interruptor funciones de medida, control y comunicación.

• Interruptores automáticos de caja moldeada (MCCB): son dispositivos más complejos, con relés de protección intercambiables y ajustables.

Disponen de múltiples accesorios y sus poderes de corte son más altos, por lo que normalmente se utilizan en las salidas de los cuadros principales y de emergencia.

Cubren hasta 1600 A, con posibilidad de protección diferencial integrada y unidad de control termomagnética TM-D o electrónica.

• Interruptores automáticos de bastidor abierto (ACB): son los más complejos, con relés de protección intercambiables y ajustables, múltiples funciones de medida y capacidad de comunicación con sistemas de control vía bus.

Poderes de corte muy altos. Normalmente se utilizan en las entradas e interconexiones principales de los cuadros principales y de emergencia, con intensidades nominales de 800 A a 6300 A y una gran variedad de accesorios.

4. Criterios de selección

Debe prestarse atención a que los sistemas eléctricos a bordo se caracterizan por la presencia de grandes grupos generadores instalados en espacios reducidos.

En consecuencia, las corrientes de cortocircuito pueden alcanzar valores que superen lo establecido en la norma, debido al comportamiento no lineal y variable de los componentes activos durante el cortocircuito, así como a la presencia de cables de gran sección y longitudes reducidas propios de la instalación.

Con el fin de facilitar el mantenimiento, la inspección o la modificación, es preferible utilizar dispositivos insertables o extraíbles.

Además, para garantizar la máxima seguridad de los técnicos, estas versiones simplifican operaciones que a menudo se llevan a cabo en condiciones poco óptimas debido a los espacios reducidos.

Las Sociedades de Clasificación proporcionan prescripciones detalladas sobre los modos de protección contra sobreintensidades de los dispositivos instalados a bordo. Algunas de las más importantes son:

• Cálculo de la corriente de cortocircuito (IEC 61363): debe considerarse el máximo número de grupos generadores que pueden estar conectados simultáneamente y el número total de motores conectados a la red a la vez.
• Continuidad del servicio: es necesario que exista selectividad entre los interruptores de entrada y salida, de forma que solo se aísle la parte de la instalación donde se produzca el defecto, sin comprometer ningún otro servicio esencial.
• Cargas concretas: existen reglas diferentes para ciertos circuitos –por ejemplo, los de control y alimentación de los timones–, que solo deben contar con protección contra cortocircuitos.
• Transformadores: se diseñan para soportar sin daños, durante 2 segundos, las consecuencias térmicas y mecánicas de un defecto en el devanado secundario. El devanado primario debe protegerse con un dispositivo contra sobrecargas y cortocircuitos que asegure la selectividad hacia los circuitos alimentados por el secundario.

Por último, cada sistema de distribución aislado –ya sea primario (alimentado directamente por grupos generadores) o secundario (alimentado por transformadores)– debe contar con un dispositivo capaz de supervisar de forma continua el aislamiento a tierra y emitir alarmas visuales y audibles ante valores anómalos.

En los sistemas conectados a tierra de forma directa o a través de baja impedancia, el circuito afectado por la falta debe desconectarse automáticamente.

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