Cuando la frecuencia de conmutación es muy baja, en cargas resistivas y bajo voltaje, los relés electromecánicos son una buena opción. No obstante, los cambios frecuentes de éstos se deben a una selección inadecuada ocasionada por el uso de documentos antiguos como guía. Normalmente, en los catálogos de relés electromecánicos, los fabricantes indican una vida útil de los contactos de 10.000.000 operaciones, pero este número de operaciones se refiere a un uso sin carga. Por ejemplo, si un relé de 10A se conmuta a una carga de 3A, la vida de los contactos se reducirá a menos de 1.000.000 conexiones.

Entonces, en una planta de operación permanente, el relé durará aproximadamente dos años. Suponiendo que la vida del sistema de control donde están instalados es de 15 años, éstos deberán cambiarse siete veces. Dependiendo del sistema, el tiempo para reemplazo toma de 30 minutos a una hora. ¡Si el costo por hora de un electricista es de $4000, esto significa que el relé ha costado, en lugar de unos pocos pesos, aproximadamente $120.000 al cabo de los 15 años! Y más aún, al momento de terminar la vida útil del sistema, cambiar 100 relés costará $12.000.000.

Por su parte, los relés de estado sólido tienen un número ilimitado de conmutaciones para los contactos, minimizando la necesidad de cambiarlos. Sin embargo, al trabajar en ambientes industriales agresivos se debe prestar especial atención a la selección: los relés de estado sólido optoaislados están basados en tecnología sensible a perturbaciones, por lo que no es recomendable usarlos en estos ambientes. En cambio, la tecnología de transformador de pulso ha demostrado por años ser la solución más segura en todo tipo de aplicaciones. Retomando el ejemplo anterior, si se hubiese usado un relé de salida con esta tecnología probablemente habría durado los 15 años, de manera que una pequeña inversión adicional habría logrado ahorros notables por cada relé durante la vida útil de la solución.

Las cargas inductivas aumentan los problemas

Los relés electromecánicos no son la mejor alternativa cuando se requiere operar válvulas solenoides y otras cargas inductivas. Controlar una bobina AC es más fácil, pero accionar bobinas DC es más problemático. La inductancia, o mejor dicho la relación entre la inductancia y resistencia L/R(ms) de la válvula solenoide u otra carga, así como el voltaje DC usado, afectan definitivamente el tiempo de vida útil de los contactos del relé. En el cuadro 1 se ha comparado la actuación de un relé electromecánico y un relé de transformador de pulso operando con 24VDC/1A respecto del número de ciclos (los valores son aproximados).

Conmutando cargas inductivas DC

En la figura 1 se observa claramente la diferencia entre un relé electromecánico y un relé de transformador de pulso. Cuando están sometidos a una gran carga inductiva o a un elevado voltaje DC, el relé de transformador de pulso (línea roja) opera a una capacidad de carga constante, pero la capacidad de conmutación del relé electromecánico (curva negra) disminuye drásticamente. Los relés con tranformador de pulso pueden usarse en combinación con altos voltajes DC o cargas muy inductivas.

El apagado de las cargas inductivas AC con un relé de transformador de pulso trabajando bajo el "principio de energía" es seguro. Este tipo de relé acepta rápidas subidas de voltaje porque usa un triac robusto no sensible a estos cambios. Por el contrario, los relés de estado sólido normales deben usar triacs sensibles que pueden ser conmutados en forma errónea y con mucha facilidad por las rápidas subidas de voltaje y otras perturbaciones externas.

Figura 1: La curva de color negro muestra el derrateo de un relé de
12A respecto al voltaje, así como el mismo relé con una carga
inductiva relativamente alta, 100 ms. Las líneas rojas constantes
muestran el corte de un relé con transformador de pulso bajo
condiciones similares.