Descubre cómo funciona un interruptor termomagnético

A lo largo de la vida quizá habrás visto muchos y puedes que los conozcas como interruptor termomagnético, interruptor magnetotérmico, sencillamente como llave térmica. Estos artefactos son de uso común en las instalaciones eléctricas, por razones de seguridad, pero ¿por qué? La explicación de cómo funciona un interruptor electromagnético constituye la lección básica que vale la pena aprender.

Conocer sobre su funcionamiento y características nos permite cuidar mejor de los electrodomésticos y de los otros equipos que utilicen corriente alterna en un local comercial. En qué manera pueden estos dispositivos prevenir cortocircuitos y descargas eléctricas es una de las interrogantes que se responden en este post, el cual es ideal para quienes deseen adquirir nociones fundamentales sobre electricidad.

¿Qué es un interruptor termomagnético?

Un interruptor termomagnético es un artefacto elemental de protección que se emplea en todos las instalaciones eléctricas de tipo interior. Su rango de uso abarca desde viviendas particulares y edificios hasta centros comerciales y establecimientos industriales de grandes dimensiones, con la intención de proteger equipos en casos de accidentes por cortocircuitos y sobrecargas. También se le conoce como interruptor magnetotérmico o llave térmica.

“El calor producido en un conductor por el paso de la corriente es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la corriente y al tiempo que está conectado”.
James Prescott Joule

Debe su nombre al magnetismo y el calor, dos efectos que son propios de la circulación de corriente eléctrica en cualquier material y que explica la Ley de Joule. En el Efecto Joule se basa además el funcionamiento de los calentadores de agua, la vitrocerámica y los secadores de cabello, etc. De manera simplificada, se refiere a la parte de la energía que al circular por un elemento conductor se pierde y se convierte en calor.

Por otra parte, al factor de conducción térmica se debe también que las puertas de un cuadro o gabinete eléctrico sean de metal, puesto que así se evita que, en caso de un accidente, salten chispas al exterior. Asimismo se previene que el cableado eléctrico se vea afectado por elementos externos como la humedad y el polvo.

¿Cómo funciona un interruptor termomagnético o llave térmica?

En sentido general un interruptor termomagnético cumple la función de cortar el paso de corriente por el circuito al que está conectado ante dos eventualidades: un cortocircuito o una sobrecarga eléctrica. En esto se parece a un fusible, que cumple la función de interrumpir el flujo eléctrico para proteger un equipo de un posible daño. No obstante, el fusible tiene solamente un uso, mientras que la llave térmica puede usarse luego de reparar la falla.

El artefacto cumple su función térmica al detectar que el sistema está sobrecargado, debido a que la energía que recorre el circuito es mayor a la capacidad  que posee el conductor. Hay otra forma en cómo funciona un interruptor termomagnético, la cual involucra el factor magnético. Entra en funcionamiento cuando se determina que se ha producido un cortocircuito.

¿Cuáles son los tipos de interruptores magnetotérmicos que hay?

Los diferentes tipos de interruptores magnetotérmicos que pueden encontrarse se clasifican de acuerdo con dos parámetros: el nivel de voltaje que manejan y la forma de su curva de respuesta. Según su voltaje se clasifican de la siguiente manera:

• Bajo voltaje: Estos son dispositivos para bajo voltaje y de tamaño pequeño, lo cual hace posible desinstalarlos de manera más práctica sin que ello involucre desarmar el gabinete o cuadro eléctrico en su totalidad. Algunos modelos tienen la particularidad de que su función mecánica la lleva a cabo un motor, que puede operarse de manera remota.
• Mediano voltaje: Sirven para mediano voltaje y emplean vacío para apagar el arco eléctrico que producen. Su funcionamiento se basa en relés de protección. Normalmente estos interruptores magnetotérmicos no emplean sensores de sobrecarga magnética o térmica. Utilizan una manivela de mano o un motor para su funcionamiento mecánico.
• Alto voltaje: Constituyen el tipo de interruptor magnetotérmico de mayor dimensión. Están destinados a usarse para alto voltaje con el fin de salvaguardar artefactos de sobrecargas y fallas de tierra diversas. Aceite, hexafluoruro de azufre y vacío son algunos de los medios que emplean para extinguir el arco eléctrico que se genera debido a su apertura. Un solenoide protegido con relés y corriente censada activan estos dispositivos.

Por otra parte, existen cinco tipos de interruptor magnetotérmico según su curva.

• Curva B: Se emplean en edificios residencias con ciertas limitaciones y para proteger conductores. En la zona magnética, actúan entre 3 y 5 in o 3.2 y 4.8 la intensidad nominal (In). Mientras que en el espectro térmico actúan entre 1,1 y 1,4 veces In.
• Curva C: Estas llaves térmicas son utilizadas en un amplio rango de situaciones. Sirven para uso en viviendas sin limitaciones, para proteger conductores, en instalaciones de líneas-receptores y también en aquellas instalaciones con altas intensidades de arranque o conexión. En la zona magnética actúan entre 5 y 10 veces la intensidad nominal (In) o 7 y 10 In. Mientras que en la zona térmica actúan entre 1,13 y 1,44 In.
• Curva D: Su uso es principalmente de tipo industrial con picos de corriente de inserción y elevados arranque (como capacitores y transistores), al igual que para salvaguardar los conductores ante fallas. Estas llaves térmicas actúan entre 10 y 14 veces la intensidad nominal (In) en la zona magnética y entre 1,1 y 1,4 In en la zona térmica.
• Curva MA: Estos dispositivos no son propiamente termomagnéticos, ya que son llaves automáticas desprovistas de la capacidad de brindar protección de tipo térmica. Por lo tanto, solamente actúan en la zona magnética con un valor de 12 veces la intensidad nominal.
• Curva Z: Constituyen llaves térmicas diseñadas para la protección de las instalaciones que cuenten con receptores electrónicos. Los interruptores termomagnéticos de este tipo actúan entre 2.4 y 3.6 veces la intensidad nominal (In) en la zona magnética, y entre 1,1 y 1,4 In en lo que se refiere a la zona térmica.

¿Qué indican los datos de la etiqueta de una llave térmica?

Otro dato interesante y que conviene saber al respecto de una llave térmica es la información que viene impresa en estos equipos. Se trata de datos que nos indican las características del equipo y que ayudan a comprobar que funciona para el objetivo que se desea. Pero, ¿cómo leer la etiqueta de un interruptor termomagnético? En la imagen que se muestra a continuación se explica qué representan cada uno de los datos que señalan los fabricantes.

Las principales partes de un interruptor magnetotérmico

Algunas de las partes internas de los interruptores magnetotérmicos son la cámara de extinción de arcos, la palanca de accionamiento, el dispositivo magnético, el dispositivo térmico y los bornes de conexión de conductores tanto de salida como de entrada.

Diferencias entre una llave térmica y un fusible

Aunque desde una perspectiva general los fusibles y las llaves térmicas parecen semejantes y que cumplen la misma función, existen marcadas diferencias entre ambos. En primer lugar, un interruptor magnetotérmico cuenta con más rapidez y capacidad de ruptura que un fusible al momento de interrumpir un circuito eléctrico. Asimismo, los fusibles implican un gasto adicional luego de una avería, ya que es necesario reemplazarlos.

En cambio, un interruptor magnetotérmico solo debe armarse nuevamente tras reparar la falla que se haya presentado en un circuito. Adicionalmente, brinda la posibilidad de desconectarlo a distancia. Esta última función se activa mediante una bobina de emisión. Cabe destacar que es una característica exclusiva de aquellos modelos de interruptor termomagnético a los cuales se les puede instalar esa bobina extra.

Calcular el amperaje de un interruptor termomagnético y  calibre de los conductores

Si bien el objetivo principal de un interruptor termomagnético es proteger los equipos del circuito al que está conectado. Para que esta función se cumpla resulta indispensable calcular el amperaje de un interruptor termomagnético y el calibre de los conductores. Por ejemplo, la llave térmica debe tener resistencia a un amperaje menor que el total de lo que pueden soportar los cables del circuito eléctrico, para que pueda activarse a tiempo.

Por consiguiente, si los cables resisten una corriente de 55 amperios, será necesario instalar un interruptor termomagnético de 50 amperios. Ya que de esa manera el dispositivo interrumpirá el circuito oportunamente, antes de que los cables reciban un flujo de corriente que supere su capacidad y los dañe. En el video que se presenta más arriba se explica cómo realizar el cálculo del calibre de los conductores y el amperaje de una llave térmica.

Diferencias entre un interruptor termomagnético y un interruptor diferencial

Pese a que a simple vista podrían parecer iguales, un interruptor termomagnético y un interruptor diferencial tienen aplicaciones muy distintas. La diferencia principal es muy clara y viene dada por su utilización: mientras que el interruptor diferencial protege al usuario o técnico que manipula un circuito eléctrico, un interruptor termomagnético sólo cuida los equipos al detectar una falla en el sistema.

Cabe destacar que una llave térmica no entra en funcionamiento cuando se produce una fuga de corriente ni en caso de que el usuario resulte electrocutado. Aunque ambos dispositivos se activan cuando se presenta un desperfecto, contar con uno solo de ellos no brinda una protección completa. En ese sentido, resulta de vital importancia que en todo cuadro eléctrico se instalen tanto interruptores termomagnéticos como interruptores diferenciales.

¿Qué se coloca primero el disyuntor o el interruptor termomagnético?

Como se ha explicado anteriormente, resulta imperativo que en un cuadro eléctrico se instalen ambos dispositivos, tanto llaves térmicas como un disyuntor. Por esta razón es natural preguntarse qué va primero. Existen varias posibilidades, de acuerdo a las características del local comercial o domicilio. Por ejemplo, si la vivienda está sectorizada, una posibilidad es colocar un disyuntor cada dos llaves térmicas.

Otra alternativa que sugieren los especialistas en electricidad consiste en instalar primero el disyuntor y luego un interruptor termomagnético para tomacorrientes y otro para las luminarias. También hay que considerar si la instalación domiciliaria o industrial tiene tableros seccionales además del principal.