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Relés de ESTADO SÓLIDO: ¿qué son?

Publicado el 24.02.2026
  • SSR (relé de estado sólido ):

En la automatización industrial, existen muchos tipos de relés, entre los que se mencionan los relés denominados « « ESTADO SÓLIDO», o más comúnmente llamados «SSR» (SOLID STATE RELAY). ¿Por qué este tipo de relé es tan codiciado y utilizado? Para descubrirlo, debemos partir de los albores históricos del nacimiento del «relé electromecánico común» y comprender, en su función primaria y esencial, su funcionamiento.

UN POCO DE HISTORIA

El relé electromecánico común tal y como lo conocemos hoy en día fue inventado a principios del siglo XIX cuando, en 1825, un inventor y científico estadounidense llamado Joseph Henry, mejoró y perfeccionó el funcionamiento del electroimán de Sturgeon .

Henry, de hecho, aprovecha el principio descubierto por su colega Sturgeon, es decir, el hecho de que al hacer circular una determinada corriente eléctrica a través de un hilo conductor, este genera un campo magnético; si luego este hilo se enrolla en espiral alrededor de una barra de hierro, el campo magnético aumenta aún más más, haciendo que la barra adquiera una fuerza de «atracción» hacia cualquier otro objeto ferroso. Es el principio del imán electromagnético.

Qué hace Henry más que su colega Sturgeon?

La mejora introducida por Henry a este dispositivo inventado por su colega Sturgeon no es más que aplicar un hilo conductor recubierto con una capa aislante, de modo que se puedan colocar (haciendo que se toquen sin crear cortocircuitos) tantas espiras como sea posible enrolladas alrededor del núcleo ferroso,  lo que aumenta exponencialmente la intensidad del campo magnético desarrollado  y la consiguiente fuerza de «atracción»  generada por el núcleo ferroso interno a las bobinas.

  • Invención del RELÉ ELECTROMECÁNICO

En ese momento, Henry, al observar el comportamiento del imán, es decir, su propiedad de desarrollar/generar una fuerza de «atracción» hacia otro objeto constituido por material metálico conductor, comprendió que se podía aprovechar esta fuerza para accionar un dispositivo adicional de tipo mecánico, que a su vez pudiera activar un circuito eléctrico común. Para ello se necesitaba una fuerza de atracción capaz de «mover» estas dos partes del sistema (palanca + contacto), pero esto no supuso ningún problema para Henry, que había descubierto cómo aumentar (de forma segura) el nivel de fuerza de atracción desarrollada por el imán.

Una vez comprendido el principio, convirtió la idea en realidad. Acopló al imán (bobina) alimentado por un circuito independiente, una especie de «palanca mecánica» metálica (armadura) que respondería a la fuerza de atracción generada por el propio imán en el momento en que este fuera alimentado por corriente eléctrica. A esta «armadura» conectó mecánicamente un sistema de «contacto» eléctrico que se «cerrado» si la armadura conectada a él, excitada por la bobina en atracción, desplazaba literalmente el contacto del polo cerrado al polo «abierto» y, en consecuencia, «reabierto» una vez que la bobina, al no estar alimentada, perdía su fuerza de atracción generada hacia  la armadura, lo que hacía que el contacto eléctrico volviera a su posición inicial de reposo. Como se puede observar, comienzan a aparecer términos que nos son familiares, como «BOBINA», «ARMADURA» y «CONTACTO ELÉCTRICO», es decir, los nombres que representan los tres componentes fundamentales del RELÉ común.

El relé electromecánico fue inventado.

  • Los «contras» de los relés electromecánicos clásicos

Hemos visto el principio de funcionamiento del relé electromecánico clásico, descubierto hace unos 200 años por el científico estadounidense Joseph Henry:

- un componente (BOBINA) alimentado por una determinada corriente eléctrica procedente de un primer circuito, cierra o abre mediante una palanca mecánica (ARMADURA) un CONTACTO ELÉCTRICO que, a su vez, es atravesado/alimentado por un segundo circuito eléctrico, capaz así de controlar eléctricamente un dispositivo conectado a él.

De este contexto se deduce fácilmente que el mecanismo, aunque de funcionamiento sencillo, implica un desgaste mecánico considerable, ya que la parte móvil representada por la armadura en movimiento puede romperse raramente si el relé se utiliza poco, pero al mismo tiempo puede romperse a menudo si se mueve con frecuencia. Otro punto débil del relé clásico  es la solidez de la bobina al pasar la corriente de control; si esta última está mal calibrada o el relé se utiliza  con frecuencia, haciendo que circule mucha  la corriente dentro de la bobina, esta última puede sobrecalentarse y cortocircuitarse, interrumpiendo de hecho el funcionamiento de todo el relé.  

  • Relé de ESTADO SÓLIDO (SSR); funcionamiento y principal diferencia con los relés electromecánicos clásicos :

Estamos en los años 60/70 del siglo pasado, cuando la producción industrial comienza a aumentar exponencialmente, exigiendo cada vez más vanguardia a nivel de maquinaria y tecnologías aplicadas.  Fue gracias a la aparición de los «transistores» (1947) y los «tiristores» que se pudo descubrir la conmutación eléctrica sin piezas mecánicas móviles. En el caso del relé de «estado sólido», de hecho, a través de un «fotocoplador», se transmite y se suministra una corriente eléctrica al contacto de salida, pero SIN la ayuda de una parte «móvil» que abra o cierre el contacto de salida. De este modo , se eliminan todos los problemas relacionados con el desgaste mecánico, ya que no hay piezas móviles. Esta última particularidad representa la principal diferencia entre un relé electromecánico y un relé SSR.

  • Funcionamiento:

El relé de «estado sólido» se compone esencialmente de tres partes principales:

- circuito de entrada 

- circuito de accionamiento

- circuito de salida

En el circuito de entrada se aplica la tensión de control al dispositivo, es decir, la tensión que da la orden de accionamiento al propio dispositivo; normalmente se suministra en un rango de valores que va desde 3 voltios hasta 32 voltios (CC o CA).

El circuito de accionamiento es la parte del circuito que activa el «fotocopulador», que a su vez activa el «transistor» del circuito de salida.

El circuito de salida del relé, constituido por un transistor, es la parte que activa o desactiva los denominados «alimentadores de carga». Tras recibir la señal del circuito de accionamiento, el transistor se enciende, permitiendo así que circule la corriente eléctrica por la carga conectada a él a través de los contactos de salida del relé.

Más concretamente, se puede afirmar que un relé SSR está compuesto por tres microcircuitos internos definidos como:

  • de «aislamiento»
  • de «función»
  • de «disparador»

El primer circuito, denominado «aislamiento», aisla eléctricamente los dos lados del relé, es decir, el lado de mando (de control) del lado de carga. Esta función garantiza el aislamiento eléctrico entre las dos partes. El aislamiento de tipo galvánico del relé se consigue mediante un led o un diodo infrarrojo para activar el transistor en el lado de carga (disparador).

Cabe destacar que los relés SSR, si son de tipo «CA», pueden ser monofásicos y trifásicos, adaptándose así a todo tipo de cargas.

 

  • DISIPADORES: para qué sirven

Es necesario hacer un inciso sobre determinados accesorios relacionados con los relés SSR de ESTADO SÓLIDO. Nos referimos a los DISIPADORES de calor.

De hecho, un relé SSR presenta numerosas ventajas, como hemos visto, con respecto a un relé electromecánico clásico, tales como: ausencia de desgaste mecánico, alta capacidad de corriente con dimensiones reducidas, funcionamiento silencioso, ausencia de arcos eléctricos entre los componentes internos.

Por otro lado, sin embargo, presenta algunos inconvenientes, como el sobrecalentamiento del componente semiconductor interno (TRIAC) que, sobre todo en presencia de cargas con alta absorción de corriente eléctrica, tiende a calentarse considerablemente. Si este calor no se «disipa» correctamente, puede provocar el sobrecalentamiento del propio relé, causando su rotura y/o incluso su fusión.

  • Cómo se puede reducir o evitar este problema?

Simplemente aplicando al relé un DISIPADOR de calor adecuado, que, al estar fabricado con material metálico, tiene la particularidad de disipar el calor del propio relé. A menudo, este último componente no se tiene en cuenta en la aplicación de un relé SSR, pero es recomendable tenerlo en cuenta, ya que aumenta considerablemente la vida útil del propio relé.

  • Ventajas de los relés SSR:

Las principales ventajas de un relé SSR frente a un relé electromecánico clásico son las siguientes:

- funcionamiento silencioso

- larga vida útil

- notables capacidades eléctricas con pequeñas dimensiones

- conmutaciones a frecuencias muy altas ; 1/5 milisegundos, frente a los 15 milisegundos de un relé electromecánico clásico

  • Cuándo utilizar los relés SSR:

Los relés « ESTADO SÓLIDO» se utilizan principalmente con cargas RESISTIVAS , donde se prevé una alta frecuencia de conmutación y elevadas corrientes de arranque.

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