Prevención del riesgo en instalaciones eléctricas de Baja Tensión (Parte 1ª)

Medidas de prevención generales

Los sistemas de protección tienen como finalidad evitar que circulen por las personas corrientes peligrosas.

Para poder aplicar la medida adecuada al riesgo, se ha procedido a dividir los contactos eléctricos en:

·         Contactos eléctricos directos.

·         Contactos eléctricos indirectos.

Contactos eléctricos directos

Cuando una persona toca o se pone en contacto con partes activas de los materiales (un conductor, instalación, elemento eléctrico o máquina baja tensión).

Ejemplos de contactos directos

(1) Contacto directo entre dos fases activas: Probabilidad de producirse una muerte segura por tocar una fase con cada mano.

(2) Contacto directo entre una fase activa y tierra: Descargará la corriente a través del cuerpo. Las consecuencias dependerán especialmente del aislamiento (calzado y resistencia de la mano) del trabajador.

Contactos eléctricos indirectos

Aquéllos que se producen al tocar partes metálicas conductoras, elementos o máquinas, carcasas, etc., que NO deben estar sometidas a tensión, pero que han quedado bajo tensión accidentalmente.

(1) Contacto indirecto en un electrodoméstico: Contacto indirecto producido al tocar una lavadora que accidentalmente quedó bajo tensión a consecuencia de algún defecto fallo de aislamiento. Al manipular la persona en ella recibe una descarga eléctrica.

(2) Contacto indirecto al abrir un grifo: Contacto indirecto producido al ir a hacer uso y abrir la válvula o grifo de la tubería de agua que entra y sale del calentador, en el que se ha producido un contacto por defecto o fallo del elemento calefactor.

(3) Contacto indirecto al tocar la carcasa de un motor: El contacto se produce al tocar una carcasa de un motor que accidentalmente ha quedado bajo tensión.

PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS

(1) Contacto indirecto en un electrodoméstico: Contacto indirecto producido al tocar una lavadora que accidentalmente quedó bajo tensión a consecuencia de algún defecto fallo de aislamiento. Al manipular la persona en ella recibe una descarga eléctrica.

(2) Contacto indirecto al abrir un grifo: Contacto indirecto producido al ir a hacer uso y abrir la válvula o grifo de la tubería de agua que entra y sale del calentador, en el que se ha producido un contacto por defecto o fallo del elemento calefactor.

(3) Contacto indirecto al tocar la carcasa de un motor: El contacto se produce al tocar una carcasa de un motor que accidentalmente ha quedado bajo tensión.

PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS DIRECTOS

Interposición de obstáculos  (protección pasiva)

Se colocan obstáculos físicos para evitar contactos accidentales con partes activas de la instalación.

La eficacia permanente de los obstáculos debe ser asegurada por su naturaleza, su extensión, disposición, estabilidad, solidez y aislamiento.

·         Esta medida no garantiza una protección completa.

·         Se limita a locales de servicio eléctrico

·         Impiden el acercamiento fortuito, pero no el voluntario.

·         No es necesaria herramienta para desmontarlos, pero si ha de hacerse de manera voluntaria.

Separación por distancia (protección pasiva)

Se alejan las partes activas de la instalación a una distancia no accesible a las personas que trabajen o circulen cerca. Deben tenerse en cuenta en la determinación de la separación necesaria las piezas de mayores dimensiones que hayan de ser manipuladas según la proximidad del conductor.

Un: Tensión nominal de la instalación (kV)

D_PEL1: Distancia hasta el límite exterior de la zona de peligro cuando exista riesgo de sobretensión por rayo (cm).

D_PEL2: Distancia hasta el límite exterior de la zona de peligro cuando no exista riesgo de sobretensión por rayo (cm).

D_PROX1: Distancia hasta el límite exterior de la zona de proximidad cuando resulte posible delimitar con precisión la zona de trabajo y controlar que esta no se sobrepasa durante la realización del mismo (cm).

D_PROX2: Distancia hasta el límite exterior de la zona de proximidad cuando no resulte posible delimitar con precisión la zona de trabajo y controlar que esta no se sobrepasa durante la realización del mismo (cm).

NOTA: Las distancias para valores de tensión intermedios se calcularán por interpolación lineal.

Recubrimiento por medio de barreras o envolventes (protección pasiva) 

Se consigue mediante aislamientos que deberán ser de una calidad tal que mantenga sus propiedades en el tiempo, y limite la corriente de fuga por contacto, como máximo, a 1 mA, considerando el valor de la resistencia del cuerpo humano de 2.500 Ω.

Recubrimiento por medio de barreras o envolventes

Es preceptivo que el recubrimiento de los conductores y piezas a baja tensión sean adaptados a la tensión de instalación y conserven sus propiedades al uso, entendiendo que se debe tener en cuenta los riesgos a los cuales está expuesto por su deterioro.

• Las canalizaciones flexibles deben estar provistas de una vaina que pueda resistir la acción exterior, el uso y las sujeciones (tracción, flexión, torsión) a las cuales puedan estar sometidos.
• Las canalizaciones subterráneas deben estar protegidas contra todo posible rebaje "in situ"

Debe colocarse un dispositivo indicador (unos 10 cm aproximadamente) al menos por encima de los cables enterrados.

También el trazado de las canalizaciones en el suelo debe ser señalado en un plano.

Estas protecciones vienen clasificadas en la norma UNE 20-234 según las  aptitudes de las envolventes para desempeñar determinadas funciones de  protección, concretamente:

• Protección de las personas contra contactos o aproximación a partes en tensión.
• Protección del material situado en el interior de la envolvente contra los efectos perjudiciales ocasionados por la penetración del agua.
• Protección del material contra daños mecánicos.

Ver post: “Grados de protección proporcionados por las envolventes” en el siguiente link:

https://imseingenieria.blogspot.com/2018/02/grados-de-proteccion-proporcionados-por.html 

Se han descrito las tres posibles protecciones de tipo “pasivo” pero  además existen medidas de prevención complementarias o “activas” para la protección de contactos directos, tales como:

·         Protección diferencial de alta sensibilidad

·         Utilización de muy baja tensión.

·         Doble aislamiento.

Estas tres últimas protecciones también resultan útiles para la prevención de contactos indirectos. La utilización de muy baja tensión y el doble aislamiento, se detallan en el apartado de la prevención de contactos indirectos (Parte 2ª de este post).

Protección diferencial de alta sensibilidad (protección activa)

Es un elemento sensible a las corrientes de defecto a tierra. Para que sea efectivo debe tener una sensibilidad máxima de 30 mA, de manera que cuando el defecto a tierra alcance este valor se abra el circuito impidiendo la electrocución del individuo.

Evita la electrocución reduciendo el tiempo de paso de la corriente y minimizando los efectos de la misma de modo que no pueda producir lesiones al afectado.

Los interruptores diferenciales son accionados por la corriente de defecto homopolar, suma vectorial de las corrientes que circulan por el conjunto de todos los conductores de la instalación y que, de existir un defecto, no es nula. Dicha corriente se cierra por tierra con el punto neutro de la red de puesta a tierra.

Si existe un fallo a tierra (a través de la propia tierra del aparato) no se cierra por el resto del circuito y crea una diferencia entre las corrientes que llegan al consumo y las que retornan. Los sistemas diferenciales son sensibles a esta diferencia disparando (es decir, cortando el flujo eléctrico) en caso de derivación a tierra.

La sensibilidad de funcionamiento del interruptor corresponde al valor mínimo de la corriente de defecto que lo hace disparar; dicha sensibilidad viene determinada por la condición de que el valor de la resistencia a tierra de las masas deberá cumplir:

·         Para locales o emplazamientos secos   R < 50/Is

·         Para locales o emplazamientos conductores     R < 24/Is

Donde Is es el valor de la sensibilidad (en amperios) del interruptor diferencial.

Las sensibilidades empleadas pretenden conseguir que, en caso de defectos en corrientes de fuga a tierra que resultan insuficientes para provocar la desconexión del diferencial, sólo se pueda generar una tensión en las masas que no sobrepase un valor peligroso.

Desde el punto de vista constructivo, las partes básicas de un interruptor diferencial son: un elemento de detección (bobina toroidal), un elemento en medida del defecto (relé), el elemento de disparo (contactos) y el mecanismo de disparo o circuito de prueba.

Ventajas e inconvenientes de los distintos sistemas de protección

Continúa en:  Prevención del riesgo en instalaciones eléctricas de Baja Tensión (y Parte 2ª)
https://imseingenieria.blogspot.com/2018/11/prevencion-del-riesgo-en-instalaciones_26.html