Riesgo de Arco Eléctrico by Bioversa Expertos en Telas e Insumos Técnicos.

seguridad eléctrica

Arco Eléctrico JAVIER POR FRANCISCO MEJÍA HOLGUÍN

CON LA COLABORACIÓN DE SANDRA BECERRA FLORES.

La electricidad no es lo que mata, lo que mata es la falta de prevención En las empresas los riesgos eléctricos son permanentes, lo que obliga a adoptar las medidas necesarias para disminuir al máximo los accidentes y sus graves consecuencias. La electricidad es una de las formas de energía más utilizadas en el mundo moderno, sin embargo, su inadecuada manipulación genera al año cientos de muertes en el ámbito laboral. “Un riesgo es una condición ambiental o humana cuya presencia o modificación puede producir un accidente o una enfermedad; por regla general, todas las instalaciones eléctricas tienen implícitos peligros con el potencial de generar graves daños, tanto en las personas como en las instalaciones donde se desarrollan las labores”. (1) En este caso, una de las amenazas más frecuentes es el denominado arco eléctrico, que se puede presentar en cualquier empresa, desde grandes electrificadoras hasta la más pequeña compañía del sector industrial o comercial donde se utilice energía eléctrica, por lo tanto, debe estar contemplado dentro del Sistema de Gestión de la Seguridad y Salud en el Trabajo de las organizaciones, pues la preocupación permanente de salvaguardar la vida de las personas que están expuestas a dicho riesgo debe ser una obligación en los lugares de trabajo, ya que durante un accidente el más afectado suele ser el trabajador, quién generalmente queda en situación de discapacidad o incluso pierde la vida. (1) Artículo 5° Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE

¿Qué es el arco eléctrico? Es una corriente que circula entre dos conductores a través de un espacio compuesto por partículas ionizadas y vapor de conductores eléctricos. El riesgo para los trabajadores se produce cuando la electricidad (de alto o bajo voltaje) salta hacia el individuo generándole ignición en la ropa y consecuentes quemaduras en el cuerpo. Un arco eléctrico puede producir radiación térmica de hasta 20.000°C, presentar un aumento súbito de presión hasta de 30 Ton/m2 con niveles de ruido por encima de 120 dB y emitir vapores metálicos tóxicos por desintegración de productos. Tales presiones pueden ser suficientes para torcer láminas y debilitar muros. Tras generarse el arco, se origina una dilatación súbita del aire (explosión) que proyecta los metales fundidos a modo de metralla a distancias que pueden alcanzar varios metros. La cantidad de energía emitida depende de la corriente y de su tamaño, siendo menor el efecto del nivel de tensión del sistema, por lo cual, debe tenerse especial cuidado con los sistemas de baja tensión que muchas veces cuentan con niveles de corriente de cortocircuito más elevados. El daño generado por el arco eléctrico sobre una persona depende de la cantidad de calor que ésta reciba, lo cual puede variar por factores como la distancia, el tiempo de duración del arco y la utilización de ropa o elementos de protección personal que actúen como barreras o aislantes térmicos.

Consecuencias para el trabajador

CAUSAS DEL arco eléctrico

Una persona que es víctima de arco eléctrico puede presentar quemaduras graves que generalmente involucran grandes áreas del cuerpo, amputación de miembros, pérdida de la visión por el destello de luz, heridas por esquirlas que golpean o penetran el cuerpo (los materiales derretidos pueden impactar a más de 1126 km por hora), ruptura de tímpanos por el ruido generado (puede ser más fuerte que el emitido por la turbina de un avión), contusiones al ser lanzada en el aire contra paredes y equipos cercanos, lesiones en los pulmones por la explosión o pérdida de la vida debido a la gravedad de los daños sufridos.

Puede ser iniciado por los siguientes agentes:

IMPUREZAS Y POLVO PRESENTES EN LA SUPERFICIE DEL AISLAMIENTO: proporcionan un camino para la corriente, lo cual facilita el flameo y crea la descarga del arco a través de la superficie.

CORROSIÓN: genera impurezas en la superficie del aislamiento y debilita el contacto entre las terminales de los conductores, incrementando la resistencia a través de la oxidación u alguna otra contaminación corrosiva.

CAÍDA DE HERRAMIENTAS: pueden causar cortocircuitos momentáneos, produciendo chispas. SOBREVOLTAJES A TRAVÉS DE ESPACIOS ESTRECHOS: cuando el espacio de aire entre conductores de diferentes fases es muy estrecho, el arco puede ocurrir durante los sobrevoltajes temporales.

CONTACTOS ACCIDENTALES con la exposición de partes vivas.

FALLA de los materiales aislantes.

UTILIZACIÓN o diseño inadecuado del equipo.

PROCEDIMIENTOS de trabajo inapropiados.

50%

41%

<10%

67%

34%

56%

< 10% 10% - 30% 30% - 40% 40% - 60% >60% Foto: Encon Safety Products

Dentro de la distribución de los daños térmicos causados por un arco eléctrico, diferentes estudios al respecto han evidenciado que las quemaduras de tercer grado o más graves, se producen con mayor frecuencia en las manos (principalmente en la derecha), en la cabeza incluyendo el cuello y en los antebrazos, como lo muestra la siguiente gráfica:

Fuente: Guía para la Selección de Equipamiento de Protección Personal Contra los Efectos Térmicos de un Arco Eléctrico. International Social Security Asociation.

Como se puede ver, este tipo de accidentes ocasionan graves consecuencias, lo que hace necesario asumir la protección del trabajador como un requisito de seguridad obligatorio para los encargados de instalar, mantener o reparar sistemas eléctricos, asegurando que puedan hacerlo con todas las garantías para preservar su bienestar.

El empleador debe minimizar los peligros potenciales a los que su personal estará expuesto, por lo tanto, se recomienda establecer una serie de procedimientos basados en las siguientes reglas de oro para este tipo de trabajos:

2 3 4

Determinar todas las posibles fuentes de suministro eléctrico para el equipo, verificando los planos, diagramas y etiquetas informativas. Desenergizar todas las fuentes de tensión y abrir los dispositivos de desconexión para cada fuente.

Cada vez que sea posible, verificar que las “cuchillas” estén totalmente abiertas.

Bloquear y etiquetar los equipos. Las etiquetas para identificar al trabajador y la acción a realizar, deben ser utilizadas junto con un candado. La misma persona que coloque los bloqueos deberá retirarlos.

6 7

Verificar la ausencia de tensión, usando un detector de voltaje y realizar prueba de cada conductor de fase o parte del circuito, tanto fase a fase como de fase a tierra. Poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión. Cuando pueda anticiparse que, los conductores o partes del circuito que están siendo desenergizados, puedan entrar en contacto con otros conductores energizados o partes de circuitos expuestos, utilizar dispositivos de conexión a tierra, con capacidad para la corriente de falla esperada. Delimitar y señalizar la zona de trabajo.

75%

Además de esto, es importante que la empresa realice un panorama de riesgos de todas las labores con electricidad, éste permitirá identificar los elementos de protección adecuados para la respectiva dotación del personal.

de los casos, los accidentes eléctricos son provocados por fallas humanas.

Para determinar el potencial de riesgo debe tenerse en cuenta la información de los equipos a intervenir, como: amperaje, voltaje, energía incidente del arco y posible duración del mismo, configuración del sistema (arco encerrado en armario o abierto) y distancia segura de ubicación del trabajador a la fuente.

LÍMITES DE APROXIMACIÓN A PARTES ENERGIZADAS DE EQUIPOS Personas no calificadas ÚNICAMENTE si están acompañadas por personal calificado.

Sólo personal CALIFICADO

Límite de aproximación seguro [m] Parte móvil expuesta

Nivel de tensión

Corriente de falla trifásica [A] Tiempo de falla <TFHVOEPT>

t 4ólo personal CALIFICADO t &11 QBSB DPOUBDUP EJSFDUP DPO QBSUFT FOFSHJ[BEBT t "VUPSJ[BDJØO SFRVFSJEB

Fuente: Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas

Tensión nominal del sistema (fase - fase)

&RVJQP Eléctrico Límite de aproximación técnica

Fomentar la seguridad en el manejo de la electricidad, significa resguardar a las personas de inesperadas puestas en marcha o re-energizaciones de un equipo, circuito o área del mismo, mientras estén trabajando en él, garantizando además todas las condiciones que permitan realizar el trabajo de forma segura.

En un

-ÓNJUF EF BQSPYJNBDJØO SFTUSJOHJEB

prevención

-ÓNJUF EF BQSPYJNBDJØO TFHVSP

MÁS QUE

Parte fija expuesta

Límite de aproximación restringida (m) Incluye movimientos involuntarios.

Límite de aproximación técnica (m)

51 V - 300 V

3,00

1,10

Evitar contacto

301 V - 750 V

3,00

1,10

0,30

0,025

751 V - 15 KV

3,00

1,50

0,66

0,18

15,1 KV - 36 KV

3,00

1,80

0,78

0,25

36,1 KV - 46 KV

3,00

2,44

0,84

0,43

46,1 KV - 72,5 KV

3,00

2,44

0,96

0,63

72,6 KV - 121 KV

3,25

2,44

1,00

0,81

138 KV - 145 KV

3,35

3,00

1,09

0,94

161 KV - 169 KV

3,56

1,22

1,07

230 KV - 242 KV

3,96

1,60

1,45

345 KV - 362 KV

4,70

2,60

2,44

500 KV - 550 KV

5,80

3,43

3,28 Fuente: IEB Ingeniería Especializada S.A.

TAREAS MÁS PELIGROSAS

Foto: Bulwark FR Apparel

Ropa protectora

ENERGÍA

La ropa de protección contra arco eléctrico es aislante del calor para salvaguardar al trabajador de la energía térmica que pueda generarse, ésta se mide en calorías por centímetro cuadrado (1 cal/cm2 es más o menos la energía que se percibe en el dedo índice cuando se aproxima 2,5 cm a un fósforo encendido durante un segundo). En un arco eléctrico se producen radiaciones mucho mayores de 8, 11, 25, 40 y hasta 100 calorías, por lo tanto, la energía térmica radiada es un fenómeno de alto riesgo, pues de 1 a 2 cal/cm2 puede causar quemaduras de segundo grado. Es muy importante tener presente que la ropa de protección contra arco eléctrico no es aislante de la electricidad, por lo que no se debe hablar de un nivel de voltaje específico para estos trajes.

• Quitar la cubierta de tableros o equipos para hacer intervenciones. • Realizar pruebas o mediciones de variables eléctricas en gabinetes eléctricos y/o equipos energizados. • Estar cerca de un circuito energizado no protegido (sin cubierta protectora). • Hacer operaciones o mantenimiento en circuitos bajo tensión.

incidente y nivel de protección La cantidad de corriente que podría presentarse en el sistema durante una falla (corriente de cortocircuito), así como el tiempo de duración de la misma (esquema de operación de los dispositivos de protección), determinan la energía térmica que puede generarse durante la ocurrencia de un arco eléctrico, denominada energía incidente. Cuando la información de la corriente de cortocircuito en el punto de frontera de la empresa con el Operador de Red no esté disponible, debe solicitarse a la compañía que suministra el servicio de energía para ser tenida en cuenta en los estudios de los niveles de cortocircuito al interior de la red eléctrica de la empresa. Después de contemplar lo anterior, debe realizarse un estudio de coordinación de los dispositivos de protección contra sobrecorriente, para verificar los tiempos de operación de las protecciones y hacer los ajustes o cambios necesarios para obtener valores de energía incidentes que permitan determinar los elementos de protección personal que garanticen la integridad de las personas durante la ejecución de sus actividades en los sistemas eléctricos. Existen varios recursos disponibles para calcular el nivel de energía incidente, uno de ellos se encuentra en la norma NFPA 70E, donde está la metodología necesaria para hallar los niveles de riesgo. La utilización de este recurso exige gran responsabilidad, pues de esto depende la vida de los trabajadores, por lo que es fundamental la asesoría profesional de ingenieros electricistas para su aplicación.

Clasificación de los elementos de protección personal CATEGORÍA

ENERGÍA INCIDENTE MÁXIMA [CAL/CM2]

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP)

ENERGÍA MÍNIMA REQUERIDA POR LOS EPP [CAL/CM2] (NIVEL DE ARCO)

0 – 1,19

• • • • • •

Pantalón y camisa manga larga de algodón tratado. Gafas de seguridad con filtro UV. Protectores auditivos de inserción. Guantes dieléctricos con sobreguante protector de cuero. Casco dieléctrico. Calzado dieléctrico.

N/A

1,2 – 3,9

• • • • • • •

Pantalón y camisa manga larga u overol resistentes al fuego. Protector facial resistente al fuego. Gafas de seguridad con filtro UV. Protectores auditivos de inserción. Guantes dieléctricos con sobreguante protector de cuero. Casco dieléctrico. Calzado dieléctrico.

4 – 7,9

• Pantalón y camisa manga larga u overol resistentes al fuego. • Protector facial y balaclava resistentes al fuego o escafandra resistente al fuego. • Gafas de seguridad con filtro UV. • Protectores auditivos de inserción. • Guantes dieléctricos con sobreguante protector de cuero. • Casco dieléctrico. • Calzado dieléctrico.

8 – 24,9

• • • • • • •

Pantalón y camisa manga larga u overol resistentes al fuego. Escafandra resistente al fuego. Gafas de seguridad con filtro UV. Protectores auditivos de inserción. Guantes dieléctricos con sobreguante protector de cuero. Casco dieléctrico. Calzado dieléctrico.

25 – 39,9

• • • • • • •

> 40

Energía incidente superior a cualquier prenda clasificada. No trabajar con riesgo de arco. Desenergizar el circuito.

-Fuente: IEB Ingeniería Especializada S.A.

Las caretas fabricadas en policarbonato por ejemplo, son más apropiadas para situaciones con relativamente baja exposición a la radiación. Es importante aclarar que no está permitido el uso de materiales sintéticos, como el poliéster, nylon o las mezclas de algodón sintético en las prendas; éstos se derriten sobre la piel al exponerse a las altas temperaturas, agravando las quemaduras. Otros elementos a contemplar son las gafas de seguridad que deben siempre utilizarse por debajo de las capuchas, los guantes y los zapatos, preferiblemente fabricados en cuero de trabajo pesado para brindar una mejor protección. Los elementos utilizados deben cubrir todas las partes del cuerpo y permitir el movimiento, desplazamiento y visibilidad. Si se suministra aire respirable al traje, todos los componentes de las mangueras y la carcasa de la bomba, deben ser de materiales no inflamables o estar recubiertos con capas resistentes al fuego.

Los elementos de protección personal deben ser inspeccionados antes de cada uso, buscando cambios de textura como abultamientos, ablandamientos o endurecimientos; áreas pegajosas, rígidas o poco flexibles; objetos extraños incrustados o cualquier otra condición que afecte las propiedades de aislamiento. Aquellas piezas que se encuentren contaminadas con grasa, desgastadas o dañadas, deben ser limpiadas o reemplazadas.

Es necesario que los trajes a utilizar estén marcados con una etiqueta que establezca el grado de protección que provee cada pieza. La presencia de este elemento determina que el fabricante ha realizado las pruebas necesarias a la tela de la que está confeccionada la prenda y brinda la protección requerida. Además, deben ser de fácil colocación y retiro y no presentar etiquetas bordadas ni bolsillos pegados con hilos de materiales diferentes, pues esto disminuye el nivel de protección dejando vulnerable el traje en aquellas zonas donde se ubican estos elementos.

EQUIPO DE PROTECCIÓN DE CALIDAD Para garantizar que es el adecuado, debe cumplir con las normas aceptadas a nivel internacional. Implemento de seguridad

Normas

Protección de la cabeza

ANSI Z89.1, Requirements for protective Headwear for Industrial Workers.

Protección de los ojos y de la cara

ANSI Z87.1, Practice for Occupational and Educational Eye and Face Protection.

Guantes

ASTM D 120, Standard Specification for Rubber Insulating Gloves.

Mangas

ASTM D 1051, Standard Specification for Rubber Insulating Sleeves.

Mangas y guantes

ASTM F 496, Standard Specification for In - Service Care of Insulating Gloves and Sleeves .

Protectores de la piel

ASTM F 696, Standard Specification for Leather Protectors for Rubber Insulating Gloves and Millens.

Pies

ASTM F 1117, Standard Specification for Dielectric Overshoe Footwear. ANSI Z41, Standard for Personnel Protection, Protective Footwear.

Inspección visual

ASTM F 1236, Standard Guide for Visual Inspection of Electrical Protective Rubber Products.

Indumentaria

ASTM F 1506, Standard Specification for Protective Wearing Apparel for Use by Electrical Workers When Exposed to Momentary Electric Arc and Related Thermal Hazards. Fuente: IEB Ingeniería Especializada S.A.

Foto: Bulwark FR Apparel

Todo traje para arco eléctrico debe tener características de absorción de energía que sean adecuadas para la exposición.

Impartir reentrenamiento a los trabajadores es necesario cuando ocurra una de las siguientes condiciones: • Por incumplimiento de los procedimientos de trabajo seguro. • Por cambios o nuevas tecnologías que exijan diferentes procedimientos de trabajo. • Por el uso de procedimientos de trabajo no utilizados frecuentemente. Es deber del empleador verificar, a través de la supervisión constante, que cada empleado esté cumpliendo con las prácticas de trabajo seguro en el área eléctrica.

Finalmente, es esencial considerar el uso adecuado de los elementos de protección, pues de nada servirá cumplir las normas y poseer la indumentaria certificada para cada riesgo, si su utilización no es la correcta. Quienes realicen este tipo de trabajos deben estar suficientemente capacitados, tanto técnica como físicamente para llevar a cabo las tareas propias de su labor, es decir, deben ser profesionales que hayan recibido las instrucciones precisas, sean conscientes de los riesgos a los cuales están expuestos, sepan cómo protegerse y evitar el arco eléctrico. Los trabajos con electricidad son considerados como una tarea de alto riesgo, por lo que adoptar las adecuadas medidas de protección para evitar los daños generados por la ocurrencia de un arco eléctrico, es fundamental antes de iniciar cualquier tipo de labor que implique corriente eléctrica. Los accidentes mortales no le suceden sólo al novato o principiante, también le pueden ocurrir a personas con conocimiento y experiencia que pecan por exceso de confianza. Recuerde que ningún trabajo es tan importante, ni ninguna tarea tan urgente, para no tomarse el tiempo necesario para realizarla de manera segura y profesional.

FRANCISCO JAVIER MEJÍA HOLGUÍN. Ingeniero Electricista – Universidad Nacional de Colombia sede Medellín. Especialista en Alta Gerencia – Universidad de Medellín. Especialista en Seguridad en el Trabajo – Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. Inspector RETIE para instalaciones de uso final. Conferencista en temas relacionados con seguridad y riesgo eléctrico. Actualmente se desempeña como Líder del Área Continuidad Eléctrica en la empresa Ingeniería Especializada S.A.

francisco.mejia@enersafe.com SANDRA BECERRA FLORES. Intl Sales Manager Latinamérica & The Caribbean, VF Imagewear, Inc.

sandra_becerra@vfc.com

ibliografía • NFPA 70E, Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces, 2012 edition. • ANSI C2. National Electrical Safety Code, 1997. • Risco Suárez A. Del Riesgo de accidente eléctrico, artículo en línea. MEDISAN http://bvs.sld.cu/revistas/san/ vol7_4_03/san13403.htm • IEB Ingeniería Especializada S.A. • Seguridad con la Electricidad, Lesiones por Arco Eléctrico / Onda Expansiva, Prevención para el TrabajadorGeorgia Tech Research Institute.