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SEGURIDAD ELÉCTRICA EN LUGARES DE TRABAJO
Descargas disruptivas: Arco Eléctrico
Por José Luis González Riva, Sub Gerente Ingeniería y Desarrollo de Comulsa.
Una falla en el equipamiento eléctrico puede producir una peligrosa explosión, conocida como arco eléctrico, que expulsa a gran velocidad materiales incandescentes, lo que la transforma en uno de los accidentes más peligrosos del trabajo con electricidad.
José Luis González Riva.

Aunque de forma general se recomienda que los empleados no realicen maniobras con equipos energizados, durante sus labores cotidianas el empleado que trabaja con equipo eléctrico, puede verse expuesto a la energía térmica que se genera como consecuencia de una falla donde se presenta un arco eléctrico.

Las descargas disruptivas son aquellas en las que la corriente consigue atravesar por completo el aislante que separa a dos conductores de diferente potencial. En este tipo de descarga, el circuito eléctrico formado se cierra y se produce la circulación de la corriente eléctrica. El arco se manifiesta como una columna gaseosa incandescente (plasma) según una trayectoria aproximadamente rectilínea entre los electrodos.

Arco eléctrico: Descarga disruptiva generada por la ionización de un medio gaseoso entre dos superficies o elementos a diferente potencial.

El arco aparece en un medio gaseoso, generalmente no conductor (como el aire), ya sea por perforación dieléctrica entre dos electrodos, o a partir de un valor de campo eléctrico E/d, dependiendo de la forma de los electrodos y de la naturaleza y densidad del gas.

Factores influyentes:

Temperatura.
Partículas contaminantes.
Vibraciones mecánicas.

Relámpago de arco (Arc Flash): Condición peligrosa que se asocia con la liberación de energía causada por un arco eléctrico (NFPA 70E).

Cuando la corriente pasa a través del aire entre conductores no puestos a tierra o entre conductores no puestos a tierra y conductores puestos a tierra, la temperatura puede llegar a 20.000°C. La exposición a estas temperaturas extremas, quema la piel directamente y hace que la ropa se encienda, lo que incrementa las heridas por quemaduras.

Ráfaga de arco (Arc Blast): Las elevadas temperaturas del arco causan la expansión explosiva tanto del aire circundante como del metal en la trayectoria del arco. Por ejemplo, el cobre se expande 67.000 veces cuando cambia de sólido a vapor. Los sonidos asociados con estas presiones pueden exceder los 160 dB. Materiales y metal derretido son lanzados por el arco a velocidades que exceden los 1126,54 km/h, suficiente para que los proyectiles (esquirlas) penetren completamente el cuerpo humano.


Requisitos de la Norma NFPA 70E

Los empleados que trabajen en lugares donde hay riesgo de relámpago de arco se les proporcionarán, y tendrán que usar, equipamiento de protección diseñado y construido para las partes específicas del cuerpo que necesitan ser protegidas por el trabajo desempeñado (Referencia: NFPA 70E, 2012 Sección 130.7(C (15) (a) NFPA)).

Metodologías para determinar energía incidente

Análisis ingeniería
NFPA 70E [Edición 2012], Anexo D.
IEEE Std 1584.

Método cualitativo
Tablas NFPA 70E, referenciales.

Del análisis de los resultados, se identifica en cada planta la existencia de los puntos que tienen un nivel de energía incidente. En general, los riesgos de estos niveles de energía pueden ser disminuidos por medio del equipo de protección personal.

Se han detectado algunos casos en que los niveles de energía incidente calculados superan largamente la categoría de EPP N°4 establecida en el estándar NFP A70E. Para estos, será necesario incorporar nueva tecnología de protección que permita reducir los tiempos de despeje de corrientes de arco para llevar estos valores a niveles tolerables que permitan mitigar el riesgo en las personas con el uso de EPP.


Causas del relámpago de arco

Causas Evolutivas: Debilitamiento progresivo de la resistencia de aislamiento entre fases o entre fases y masa.

Causas Mecánicas: Herramientas olvidadas; presencia de animales o de elementos conductores ajenos a la propia estructura de la instalación.

Sobretensiones: Algunas sobretensiones de valor elevado producen descargas en paneles y equipos correctamente diseñados e instalados. Sin embargo, estos casos excepcionales se pueden producir, especialmente en Baja Tensión (menos de 1.000 V).

Fallas operacionales:

Ocurren principalmente por un error de los operarios trabajando en o cerca de equipos energizados o considerados equivocadamente como “desenergizados”.

El contacto accidental con partes energizadas, por ejemplo, durante las operaciones de maniobras o puesta en servicio: un número importante de incidentes se presenta al cambiar el estado de los circuitos.

El contacto accidental con los cables en excavaciones de trabajo.

Contaminación, como el polvo en superficies aislantes.

Errores de cableado.

La corrosión de las piezas y los contactos, por falta de mantenimiento.


Consecuencias de los Arcos Eléctricos

Relámpago de Arco y Ráfaga de Arco

Exposición a Energía Radiante e Impacto

Severa cuando la Vestimenta No es Apropiada

Más Comunes, Menos Reconocidos


José Luis González Riva es Sub Gerente Ingeniería y Desarrollo de Comulsa, Instructor certificado para Avo-Training (filial de Megger), en temáticas de NFPA 70E y normas OSHAS de seguridad eléctrica en Industria y Subestaciones de Poder. Especialista en Seguridad Eléctrica. Email: jgonzalez@comulsa.cl
Diciembre 2015
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Comentarios acerca de este artículo
Rodolfo Diaz SPDC (03/03/2016)

estimado tengo la representacion para Chile de BSD procedencia ALEMANA dedicada a la Fabricacion de Ropa para Arco Electrico y caretas Faciales todo certificado de acuerdo a las Normas internacionales
spdc€outlook.cl

ALDO CARREÑO CISTERNAS SIEMENS (26/02/2016)

Excelente artículo técnico mis felicitaciones al especialista !.
Quién en cada publicación ayuda a generar una cultura en Chile, sobre el arco eléctrico, de lo cual existe un gran desconocimiento de las Normas Internacionales como la NFPA 70E.
Afortunadamente ya se están incorporando en las regulaciones y normas eléctricas nacionales de la SEC, Reglamento de Corrientes Fuertes, Norma NSEG 5 / 71 Electricidad y Norma 4 de Instalaciones en Baja Tensión.

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