RIESGO INMEDIATO PARA LAS PERSONAS EN LA PROXIMIDAD DE INSTALACIONES ELECTRICAS. RESUMEN La poca percepción del riesgo, asociada a la informalidad y al incumplimiento de las Normas legales y administrativas en ciertos sectores de la población periférica de las ciudades costeras, hacen que las instalaciones de baja tensión así como algunas líneas eléctricas que aseguran el suministro urbano y cuyas áreas de corredores han sido ocupadas de hecho, se tornen en focos de peligro latente. El presente artículo examina los riesgos inherentes y las condiciones técnicas para la seguridad que sólo son aplicables a instalaciones que cumplen con la normatividad que corresponde al Código Nacional de Electricidad. 1.- INTRODUCCION El desarrollo de las diversas actividades, tanto del sector productivo como del sector doméstico, actualmente se basan en el uso racional de la energía eléctrica,la cual constituye la única opción intermedia realmente ‘limpia’ y con mínimas exigencias de instalaciones (Estaciones de Transformación y Líneas Eléctricas) que siguen la misma proporción que la demanda con sus parámetros básicos: Tensión y Corriente, considerados peligrosos.

Foto 1: Viviendas y habilitaciones domésticas al pie de una estructura de línea eléctrica de alta tensión.

A partir de dicha premisa, se pueden examinar las consecuencias que podrían tener dichos parámetros en las personas, (ya sea como resultado de un contacto directo o a partir de los campos eléctricos y/o magnéticos que proyectan a distancia), siendo principalmente la escala descendente de transformación y transporte hasta los puntos de utilización, aquella en la que se propician los riesgos y donde es necesario garantizar la seguridad con la aplicación de Normas tanto legales como administrativas y técnicas. a.- Las Estaciones y Subestaciones de Transformación de Tensión. Elevan la Tensión, para posibilitar el transporte de la energía eléctrica con un mínimo de pérdidas, o bien, reducen la tensión, para distribuir la energía eléctrica en extensas áreas de utilización. b.- Las Líneas Eléctricas que Ingresan y Salen de las Subestaciones. Las líneas de Alta Tensión evacuan la energía eléctrica desde los centros de generación hasta las zonas de concentración de la demanda, minetras que las líneas de Media Tensión y Baja Tensión distribuyen la energía eléctrica dentro de las áreas de consumo hasta su uso directo. Según se puede apreciar, las líneas eléctricas, con sus grandes recorridos, están asociadas a la expansión de las actividades productivas y la vida urbana así como a ciertos riesgos e inconvenientes propios que las Normas técnicas de diseño e instalación tienen en consideración con estipulaciones y recomendaciones que no siempre son del conocimiento de la población beneficiada directamente por el suministro, y cuya percepción del peligro tiende a basarse sólo en la inmediatez de los eventos y no en la configuración de esquemas del riesgo potencial cuando las previsiones de seguridad Foto 2: Vivienda rural con cerco para son desatendidas. ganado bajo una Línea de 10kV. (Foto 1,2,3).

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2.- EN QUE CONSISTE EL RIESGO ELECTRICO INMEDIATO? Está asociado a los principales a la peligrosidad de la Tensión y a la Corriente, que podrían ser aplicados accidentalmente en forma directa o indirecta a una persona durante un tiempo finito, exponiendo su salud o su vida. Dichos parámetros en las instalaciones formales, por si mismos no constituyen una amenaza ni afectan al ser humano, dado que tanto el diseño y su implementación se ejecutan siguiendo las pautas de seguridad que recomiendan las Normas Internacionales y detallan los respectivos Reglamentos Nacionales. En el caso del Perú, se cuenta con el Código Nacional de Electricidad (CNE) cuya aplicación es obligatoria; en tal sentido, cualquier situación considerada peligrosa sólo podrá estar asociada a un hecho accidental o a una transgresión.

b.- El Contacto Indirecto. Se configura cuando una parte del cuerpo hace contacto con un objeto o aparato que se ha electrizado debido a una falla no franca del aislamiento (Figura 1) o bien por acumulación de carga inducida, mientras que otra parte del cuerpo esta en contacto con un punto a menor potencial (suelo). El contacto indirecto es menos peligroso para la vida porque ocurre a través de un medio que limita la circulación de la corriente, pero no deja de ser dañino para la salud. 2.2.- Riesgos en Media Tensión y Alta Tensión-

Foto 3: Ampliación de Instalaciones Eléctricas Interiores en una Galería Comercial.

2.1.- Riesgos en Baja Tensión. Normalmente se configura por el contacto durante de unos segundos, con conductores desnudos energizados, o con objetos o partes electrizadas. En tales casos antes de la interrupción del circuito por los fusibles o por el interruptor, una corriente eléctrica relativamente pequeña, pero muy peligrosa, atravesará el cuerpo entre los puntos en contacto. Se pueden definir. a.- El Contacto Directo. Cuando una parte desprotegida del cuerpo hace contacto 'limpio' con una pieza desprovista de aislamiento (Figura N°1) o con un conductor activo (energizado), en tanto que otra parte del cuerpo esta en contacto con otro punto a menor potencial (suelo). Es sumamente peligroso para la vida, cuando el contacto supera los 3 segundos.

La situación de riesgo no requiere contacto, se crea por la aproximación excesiva a conductores o componentes no aislados que, por presentar un campo eléctrico superficial grande, originan una descarga por arco hacia el punto más próximo. En tales casos, una corriente eléctrica de gran intensidad recorrerá el cuerpo por la vía más corta entre los puntos en contacto, (Figura N°2) ocasionando severas laceraciones, siendo fatal sólo cuando compromete al corazón. Se pueden mencionar: a.- La Descarga desde Conductores en Servicio. Cuando mediante un objeto intermedio o directamente una parte del cuerpo se aproxima a un elemento conductor en servicio (energizado), acortando la distancia de seguridad, mientras que otra parte del cuerpo esta en contacto directo o indirecto con un punto de menor potencial. El accidente dura algunas decenas de milisegundos hasta que es detectado por la protección del sistema eléctrico que actúa indicando falla Fase-Tierra, lo cual no evita los daños físicos ocasionados por el arco eléctrico.

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b.- La Descarga desde Conductores Fuera de Servicio. Lo mismo puede ocurrir por intermdio de un objeto, cuando en forma directa una parte del cuerpo se aproxima confiadamente a un elemento conductor que, hallándose fuera de servicio (desenergizado), ha sido espontáneamente objeto de electrización estática o inducida, mientras que otra parte del cuerpo está en contacto directo o indirecto con un punto a menor potencial. La duración del accidente es de algunos milisegundos, no obstante las consecuencias destructivas del arco eléctrico varían en función de la carga involucrada. El fenómeno no es controlado por los dispositivos de protección del sistema eléctrico. 2.3.- Riesgo debido a Fallas Mayores a Tierra. En este caso, la situación de riesgo es ajena al accionar de las personas, dura algunas decenas de milisegundos y normalmente ocurre de manera fortuita debido a fallas próximas del aislamiento externo que se dan en subestaciones o líneas eléctricas provistas de electrodos de puesta a tierra, debido a sobretensiones o contaminación húmeda. En tales ocasiones la dispersión por el suelo de dichas corrientes puede originar tensiones peligrosas en la superficie (Figura N° 3) entre los puntos del cuerpo humano que en ese instante están haciendo el contacto. Se definen dos tipos de Tensiones. a.- Tensión de Toque o de Contacto (Vt) Una parte del cuerpo está en contacto con un objeto conductor que en ese instante presenta el potencial de la falla que esta ocurriendo lateralmente, mientras que otra parte del cuerpo ubicada (según las Normas) a una distancia que como mínima se considera de 1,0 m, esta sólo en contacto con el suelo. La diferencia de potencial entre ambos puntos resultará peligrosa para la salud o la vida si supera los límites admisibles. En la mayoría de tales casos, la corriente que circula por el cuerpo humano involucrará necesariamente al corazón, siendo inevitables las consecuencias fatales.

b.- Tensión del Paso o de Tránsito (Vp) La persona no requiere estar en contacto con un objeto conductor, se puede hallar caminando normalmente dentro o a proximidad del área en el que se dispersa la corriente de falla y consecuentemente sólo tiene ambos pies separados en contacto con el suelo a una distancia que las normas estipulan se debe tomar como mínima de 1,0 m. Idénticamente al caso anterior, la diferencia de potencial entre ambos pies podrá ser peligrosa si supera los límites admisibles. Generalmente, la corriente que atraviesa el cuerpo por los pies no involucra directamente al corazón, por lo que las consecuencias no siempre comprometen la vida pero sí la salud. 3.- CUALES SON LOS PARAMETROS ADMISIBLES POR EL CUERPO HUMANO? Según sus características, el cuerpo humano reacciona en forma diferente y en forma no lineal ante la aplicación de estímulos eléctricos de Tensión o Corriente, consecuentemente sólo es posible establecer magnitudes admisibles de mínimo riesgo basados en un peso promedio de 70 kg, asumiendo la circulación de la corriente con compromiso de los órganos vitales y con puntos de contacto de mínima resistencia. 3.1 La Resistencia Estacionaria Admisible (Rk). Al aplicarse una baja diferencia de potencial estacionaria de Corriente Continua ó Corriente Alterna entre dos partes cualesquiera del cuerpo humano, éste reacciona en los primeros instantes (próximos a 5 segundos), como un simple componente resistivo en oposición a la circulación de Corriente; es decir, presenta una resistencia inicial que luego empezará a disminuir rápidamente por el efecto Joule en los vasos sanguíneos, linfáticos y en los músculos estriados comprometidos; para intervalos de 3 segundos. Las normas asignan un parámetro promedio de Rk = 1000 Ohmios a partir de diferentes valores obtenidos con medidas directas, ejemplo:

Rk (Ohm)

RECORRIDO DE (Ik)

650

Pecho a Mano (Derecha)

750

Pecho a Mano (Izquierda)

1000

Mano (Izquierda) a Pie (s)

1250

Mano (Derecho) a Pie (s)

1400

Espalda a Mano (Derecho)

> 1400

Otros Puntos de Contacto.

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3.2.- Las Corrientes Admisibles (Ik)

a.- La Corriente Instantánea Admisible.

Mediante experimentos de laboratorio con animales mamíferos de peso similar al de las personas, se han establecido y reafirmado los márgenes dentro de los cuales pueden hallarse las Corrientes (Ik) consideradas admisibles por el cuerpo humano y sin compromiso de la vida en tiempos de aplicación largos (inferiores a 5 segundos); en este caso, a partir de las sensaciones que producen, las normas eligen como magnitud promedio admisible, la corriente estacionaria máxima Ik = 0.05 Amperios aplicable durante un máximo de 3,0 segundos. (Figura N°4),

Con experimentos complementarios de laboratorio para la aplicación inocua de corrientes entre partes del cuerpo humano, ha sido demostrada por C.F.Dalziel, una relación termodinámica entre la energía absorbida y la intensidad de la corriente aplicada (Ik) en un tiempo finito (t), asociado a la interrupción automática del suministro eléctrico (fusible o interruptor), en la siguiente forma: Ik2 x t = 0,0135 ,de donde Ik =0,0116 / Ö t

Ik (60 Hz)

Sensación

b.- Las Tensiones Instantáneas Admisibles Están íntimamente relacionadas por la Ley de Ohm a las corrientes instantáneas admisibles, mediante la composición normalizada del circuito que es conformado por las resistencias en los puntos de contacto y la resistencia promedio del cuerpo humano. En este caso, se podrán determinar separadamente las tensiones que correspondan al tipo de riesgo cuando hay falla a tierra. -

Menor a 1,0 mA

Límite de Percepción.

De 6,0 a 8,0 mA

Hormigueo, Fastidio.

De 8,0 a 25 mA

Malestar, Calambres.

De 25 a 50 mA

Descontrol, Asfixia.

De 50 a 100 mA

Fibrilación Ventricular

De 100 a más

Shock, Paro Cardiaco.

Al punto de contacto de la mano, la norma le asigna una resistencia nula, y a las resistencias de contacto de cada pie con el suelo que actúan en paralelo, les otorga la equivalencia a 1.5 veces la resistividad de la grava (Ps - piedra picada) que se estipula debe cubrir el suelo de las subestaciones, (Ps = 3000 Ohm-m), consecuentemente se puede calcular según.

3.3.- Las Tensiones Admisibles (Vk) Las Tensiones o diferencia de potencial admisibles, pueden deducirse a partir de la aplicación de la Ley de Ohm, dado que se conocen de antemano las magnitudes normalizadas de resistencia media del cuerpo humano (Rk) y la corriente admisible (Ik), establecidas sin compromiso de la salud o la vida humana para aplicaciones temporales en seco inferiores a 3,0 segundos, Luego Vk = 50 V, no obstante, tratándose de aplicaciones temporales bajo humedad superficial la Tensión estacionaria admisible se considera de 24 V.

Tensiones admisibles de Toque o Contacto (Vt).

Vt = (1000 x 1,5 rs) 0,116 / Ö t = 638 / Ö t -

Tensiones admisibles de Paso o Tránsito (Vp).

No interviene el contacto con la mano, y según las normas internacionales las resistencias de contacto de cada pie con el suelo, que en este caso forman un circuito serie, equivalen ambos a 6,0 veces la resistividad del suelo superficial (Suelo natural Pe = 1000 Ohm-m) seco en la periferie de la subestación, con lo que se puede determinar

3.4.- Las Corrientes y Tensiones Instantáneas Admisibles.

Vp = (1000 x 6 re) 0,116 / Ö t = 812 / Ö t . 4.- QUE CONSECUENCIAS TIENE UN ACCIDENTE ELECTRICO?

Las Corrientes y Tensiones admisible durante muy breves intervalos controlados, decenas de milisegundos (caso de fallas a tierra),pueden ser mucho mayores que las definidas como estacionarias o temporales, dado que en muy pequeños lapsos los efectos físico-químicos o electrolíticos de la corriente eléctrica no llegan a desarrollarse.

Las consecuencias de los accidentes eléctricos se relacionan, en primer lugar, al tipo de riesgo eléctrico al que están expuestas las personas; en segundo lugar, a las características físicas de las personas y, finalmente, al contexto de las instalaciones y del medio ambiente, pudiendo escalar desde el simple susto por las contracciones que ocasiona un toque breve, hasta la pérdida de la vida.

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4.1.- Consecuencias de los Contactos en Baja Tensión.

4.3.- Consecuencias de las Tensiones por Falla Mayor a Tierra.

Las bajas tensiones en servicio normal, contrariamente a su denominación, constituyen un nivel muy riesgoso por su uso intensivo en todas las actividades cotidianas, lo cual genera una mayor probabilidad de accidentes.

Los accidentes por potenciales debido a la dispersión de corrientes de falla en el suelo, tanto en subestaciones como en estructuras de líneas eléctricas, tienen una baja casuística y están asociadas a una escasa probabilidad de ocurrencia, tanto debido a los adecuados diseños de los sistemas de aterramiento, como por la situación a veces alejada del tránsito peatonal de dichas instalaciones que adicionalmente se rodean de espacios libres o bien reservan las áreas de servidumbre, no obstante los accidentes por deficiencia del control de tales potenciales son usualmente de necesidad mortal por ‘shock’ o paro cardiaco para las personas y con toda seguridad fatal para los animales mayores que los acompañan.

a.- Contactos Directos Los más peligrosos se dan bajo condiciones húmedas, luego siguen los contactos en seco. En ambos casos el tiempo prolongado del contacto superior a 3 segundos ocasiona primero la fibrilación ventricular y luego la muerte por asfixia y/o paro cardiaco, continuando el proceso de ebullición y vaporización de los líquidos sanguíneos, linfáticos y del agua muscular hasta producir la carbonización. b.- Contactos Indirectos Dada la interposición de una resistencia, generalmente permiten la reacción evasiva instintiva de las personas, por lo que sólo llegan a ocasionar contracciones y distensiones bruscas en los músculos estriados, dando la impresión de haber sido “arrojados” con fuerza, pudiendo ello ocasionar otro tipo de accidentes por caídas o golpes. 4.2.- Consecuencias de las Descargas en Media y Alta Tensión. Los niveles de Media y Alta Tensión en servicio normal, pese a la mayor magnitud de los gradientes que originan el proceso de descarga, tienen una estadística de menor probabilidad de riesgo por no ser de uso masivo y por requerir haberse franqueado previamente las distancias de guarda o las barreras de seguridad; no obstante sus consecuencias aunque no siempre de necesidad mortal, son desastrosas para la víctima. a.- Caso de Descargas desde Conductor Energizado El arco eléctrico de potencia que se forma, tiene una corriente equivalente a la de un corto circuito Fase – Tierra, pero es apagado al término del tiempo de actuación del sistema protección, lo cual permite el rescate rápido. b.- Caso de Descargas a partir de Conductor Fuera de Servicio pero Cargado El arco eléctrico conlleva el paso de una gran energía en un breve instante, con una corriente que se amortigua drásticamente y tiende a permanecer con una baja intensidad, el rescate será cuidadoso.

- Las Tensiones de Toque son las que ocasionan los mayores gradientes de tensión que ocurren al interior de los patios de las subestaciones o al pie de las estructuras o soportes de las líneas eléctricas. - Las Tensiones de Paso al interior de las subestaciones originan menores gradientes de tensión, sin embargo éstos pueden ser más grandes en la periferia de las mismas y de las estructuras o soportes de las líneas eléctricas. 5.- ¡COMO SE MINIMIZA EL RIESGO DE ACCIDENTES ELECTRICOS ? Habiéndose visto que todas las situaciones de riesgo eléctrico inmediato de las personas, están caracterizadas por algún tipo de contacto directo o indirecto entre una parte energizada y el suelo (o Tierra), o bien entre dos partes energizadas a diferente potencial, y no pudiéndose intervenir en los parámetros de tensión o corriente propios del funcionamiento normal de los sistemas eléctricos; en adición a las prescripciones y recomendaciones de las normas de diseño e instalación, sólo es posible determinar criterios asociados a la prevención de accidentes fatales que por supuesto no incluyen situaciones como las mostradas en las vistas fotográficas. 5.1.- Seguridad en Instalaciones en Baja Tensión. Es indispensable el cumplimiento de la más importante recomendación del Código Nacional de Electricidad (CNE), que considera como requisito mínimo de seguridad contra accidentes eléctricos, la conexión a una toma de Tierra, de todas las masas de una instalación eléctrica, con lo que se evita la mayoría de los contactos accidentales, sobre todo si la Puesta a

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Tierra o Aterramiento tienen baja resistencia de dispersión (Figura N°5). De otro lado, además del cumplimiento de las pautas de diseño e instalación de las canalizaciones eléctricas interiores que recomienda el CNE, es necesario tomar las previsiones de mayor consumo real y necesidad de filtrado de los parámetros que alimentan las cargas no lineales, debido a la existencia de armónicos, para evitar que se acentúen las deficiencias en el uso de la energía eléctrica o se incuben deterioros o situaciones anómalas que puedan ser fatales, especialmente en locales con alta densidad de ocupación y servicio (galerías comerciales, condominios populares, edificios de hospedaje). También se deben utilizar en las instalaciones eléctricas los materiales y componentes adecuados en buen estado y de suficiente calidad que aseguren su durabilidad y desempeño estando correctamente instalados, y siguiendo las recomendaciones del fabricante. 5.2.- Seguridad en Media y Alta Tensión. Las instalaciones de media o alta tensión normalmente no son de uso directo ni están al alcance de las personas, su manipulación técnicooperativa está a cargo de automatismos o bien de agentes especializados que cumplen reglas de seguridad. Sin embargo, cuando hay predominio de instalaciones aéreas como es el caso de la media tensión, en nuestro medio las posibilidades de accidentes se multiplican, especialmente en zonas de alta densidad poblacional, donde pueden producirse acercamientos aún desde los frontis de las viviendas, o bien por intermedio de objetos, o por accidentes de tránsito que derriban los soportes. Para estos casos en que las instalaciones y su operación cumplen con las normas, preventivamente sólo puede difundirse hacia la población la cultura de seguridad eléctrica y sus advertencias. 5.3.- Seguridad en Caso de Fallas Mayores. El diseño aplicado a las estaciones de transformación, subestaciones y líneas eléctricas cuyas áreas son transitadas o cuyos corredores atraviesan zonas con presencia peatonal o de

animales, considera de antemano el control de los gradientes peligrosos en el suelo debido a la dispersión de corrientes de falla por el sistema de Puesta a Tierra. Sin embargo, la permanencia de los gradientes seguros dependen de la estabilidad de la baja Resistencia de Puesta a Tierra que se incrementa a falta de humedad (lluvias), tal es el caso de la costa peruana donde la experiencia muestra que en un lapso de 15 años dicho parámetro puede quintuplicarse, a menos que se provean los mantenimientos y mejoras necesarias para evitar la peligrosidad resultante. 6.- CONCLUSIONES a.- Los esquemas de riesgo de accidentes que se pueden configurar a partir de los principales parámetros de funcionamiento permanente de las Instalaciones Eléctricas (Tensión y Corriente), sindican a los usos y aplicaciones en instalaciones particulares de Baja Tensión como aquellas que tienen mayor probabilidad y también mayor peligrosidad. b.- El crecimiento urbano inorgánico aunado a la informalidad en las edificaciones e instalaciones eléctricas y la prescindencia casi generalizada de Puestas a Tierra en el lado de la utilización, dan lugar a una situación latente de riesgo, especialmente en los locales destinados al comercio y los servicios (Foto N°3). c.- La minimización de los riesgos y consecuencias de los accidentes eléctricos esta asociada principalmente a la fomalización y readecuación de las Instalaciones Eléctricas domiciliarias y comerciales, lo cual empieza con la dotación de Puestas a Tierra puntuales o comunes que deban ser económicas, eficaces y de larga duración, según ha propuesto PROCOBREPERU. (ELECTRO-REDES N° 99-1).

La publicación ha sido preparada por el Ing. Justo YANQUE M., Ing. M.E. - UNI, M.Sc. App. FPMS - Bélgica, quién es Consultor Especialista con amplia experiencia técnica en realización de proyectos electromecánicos Los interesados en recabar mayor información sobre el tema, así como en conocer referencias bibliográficas de base, sírvanse establecer contacto con Procobre Perú

Aportamos soluciones a sus inquietudes.

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