RIESGOS PARA LAS PERSONAS ASOCIADOS CON LA INTERVENCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS José Dariel Arcila Arias [email protected]

OBJETIVOS ¾ Presentar un panorama amplio sobre los riesgos eléctricos, orientado a las personas cuyo trabajo está asociado con el manejo de equipos y redes eléctricas, y al personal directivo de industrias o de empresas del sector eléctrico. ¾ Exponer los riesgos que existen asociados con la manipulación de la energía eléctrica, la forma de protegerse y las normas aplicables

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INTRODUCCIÓN ¾ Los accidentes relacionados con la manipulación de la energía eléctrica tienen consecuencias graves tales como quemaduras severas, amputaciones, daños de órganos vitales y en los peores casos, la muerte. ¾ Lo anterior ha conducido a que La ley y las normas se hagan cada día más exigentes buscando que se preserve la vida, la salud y la integridad de las personas. ¾ El manejo de los riesgos eléctricos es un aspecto que cobra cada día más importancia dentro de las diferentes empresas, las cuales deben adoptar las medidas necesarias para que se disminuyan al mínimo los accidentes de tipo eléctrico y sus efectos.

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LOS RIESGOS ELÉCTRICOS ¾ Un primer paso necesario para el manejo del riesgo eléctrico es el entendimiento de su naturaleza. No se puede manejar el riesgo eléctrico si no se comprende su magnitud. ¾ Normalmente tendemos a asociar el riesgo eléctrico solo con el fenómeno del paso de la corriente a través del cuerpo o choque eléctrico, sin embargo, existen otros riesgos como el arco eléctrico y la explosión que son igualmente peligrosos para las personas, y por lo tanto, deben ser comprendidos.

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EL ARCO ELÉCTRICO ¾ Normalmente el aire es un muy buen elemento aislante, sin embargo, bajo ciertas condiciones tales como altas temperaturas y altos campos eléctricos, puede convertirse en un buen conductor de corriente eléctrica. ¾ Un arco eléctrico es una corriente que circula entre dos conductores a través de un espacio compuesto por partículas ionizadas y vapor de conductores eléctricos, y que previamente fue aire. La mezcla de materiales a través de la cual circula la corriente del arco eléctrico es llamada plasma. La característica física que hace peligroso al arco eléctrico es la alta temperatura, la cual puede alcanzar 50000 ºK en la región de los conductores (ánodo y cátodo) y 20000 ºK en la columna.

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EL ARCO ELÉCTRICO Región del cátodo hasta 50000 ºK

Región del ánodo hasta 50000 ºK

cátodo

ánodo Columna del arco hasta 20000 ºK Plasma

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EL ARCO ELÉCTRICO ¾ La temperatura tan elevada del arco eléctrico genera una radiación de calor que puede ocasionar quemaduras graves aun a distancias de 3 m. La cantidad de energía del arco depende de la corriente y de su tamaño, siendo menor el efecto del nivel de tensión del sistema, por lo cual debe tenerse un cuidado especial con los sistemas de baja tensión que muchas veces cuentan con los niveles de corriente de cortocircuito más elevadas. ¾ El daño generado por el arco eléctrico sobre una persona depende de la cantidad de calor que ésta recibe, la cual se puede disminuir manejando factores tales como la distancia de la persona al arco, el tiempo de duración del arco y la utilización ropas y equipos de protección personal que actúen como barreras o aislante térmicos.

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EFECTOS DEL ARCO ELÉCTRICO

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LA EXPLOSIÓN ¾ Cuando se forma un arco eléctrico, el aire del plasma se sobrecalienta en un período muy corto de tiempo, lo cual causa una rápida expansión del aire circundante, produciendo una onda de presión que puede alcanzar presiones del orden de 1000 kg/m². Tales presiones pueden ser suficientes para explotar bastidores, torcer láminas, debilitar muros y arrojar partículas del aire a velocidades muy altas. ¾ Esta explosión genera efectos tales como ¾ ¾ ¾

Explosión de bastidores Doblado de láminas Arroja partículas a altas velocidades

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LA EXPLOSIÓN

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EL CHOQUE ELÉCTRICO ¾ El choque eléctrico es la estimulación física que ocurre cuando la corriente eléctrica circula por el cuerpo. El efecto que tiene depende de la magnitud de la corriente y de las condiciones físicas de la persona. ¾ Las corrientes muy elevadas, si bien no producen fibrilación, son peligrosas debido a que generan quemaduras de tejidos y órganos debido al calentamiento por efecto joule. Si la energía eléctrica transformada en calor en el cuerpo humano es elevada, el calentamiento puede ocasionar daños graves en órganos vitales.

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EL CHOQUE ELÉCTRICO Corriente (60 Hz)

Fenómeno físico

Sensación o efecto letal

< 1 mA

Ninguno

Imperceptible

1 mA

Nivel de percepción

Cosquilleo

1-10 mA

Sensación de dolor

10 mA

Nivel de parálisis de brazos

No puede hablar ni soltar el conductor (puede ser fatal)

30 mA

Parálisis respiratoria

Para de respirar (puede ser fatal)

75 mA

Nivel de fibrilación con probabilidad del 0,5%

250 mA

Nivel de fibrilación con probabilidad del 99,5% (≥ de 5 s de exposición)

Descoordinación en la actividad del corazón (probablemente fatal)

4A

Nivel de parálisis total del corazón (no fibrilación)

El corazón para durante la circulación. Si dura poco puede rearrancar sin fibrilación (no fatal para el corazón)

≥5A

Quemadura de tejidos

No fatal a menos que involucre quema de órganos vitales.

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CONSECUENCIAS DE LOS ACCIDENTES ELÉCTRICOS ¾ Los accidentes eléctricos pueden ocasionar diversos tipos de traumas afectando sistemas vitales como el respiratorio, el nervioso y el muscular, y órganos vitales como el corazón. Las lesiones que pueden ocasionarse por los accidentes eléctricos son: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

El paso de la corriente a través del cuerpo puede generar cortaduras o rotura de miembros Los daños en los nervios causados por el choque eléctrico o por las quemaduras pueden causar pérdida de la motricidad o parálisis Las quemaduras por el arco eléctrico o por la corriente generan dolores intensos que pueden ser de una duración extremadamente larga. Las partículas, el metal fundido y las quemaduras en los ojos pueden ocasionar ceguera. La explosión puede ocasionar pérdida parcial o total de la audición. La circulación de corriente a través de los órganos puede ocasionar su disfunción. 13

CONSECUENCIAS DE LOS ACCIDENTES ELÉCTRICOS ¾

Además de las lesiones puede ocasionarse la muerte por los siguientes factores: ¾ El choque eléctrico puede ocasionar daños físicos mortales. ¾ Cuando se tienen quemaduras de un porcentaje alto de la piel, se requieren cantidades grandes de líquidos para la cicatrización. Esto genera un esfuerzo en el sistema renal que puede ocasionar la falla del riñón. ¾ Los órganos internos afectados pueden dejar de funcionar ocasionando la muerte principalmente si se trata de órganos vitales. ¾ Si la víctima inhala gases muy calientes y materiales fundidos generados por el arco eléctrico, los pulmones se verán afectados y no funcionarán correctamente. ¾ El corazón puede dejar de funcionar por fibrilación o por parálisis debido a la corriente eléctrica. 14

PROTECCIÓN FRENTE A LOS RIESGOS ELÉCTRICOS ¾

Para protegerse de los efectos de los riesgos eléctricos se tienen los siguientes métodos: ¾ Evitar que se presenten las fallas eléctricas mediante unas instalaciones y equipos que cumplan con la normatividad aplicable y mediante un mantenimiento preventivo que cubra todo el sistema eléctrico con la periodicidad adecuada. ¾ Utilizar barreras de protección que confinen la explosión y el arco eléctrico o que los oriente en direcciones en las cuales no afecten al personal. ¾ Mantener las distancias a los equipos energizados para evitar los acercamientos peligrosos que pueda producir arcos eléctricos. ¾ Evitar las diferencias de potencial nocivas entre diferentes partes del cuerpo humano. ¾ Proteger directamente a las personas con implementos de seguridad que eviten la circulación de corrientes peligrosas a través del cuerpo o que actúen como barreras frente al calor generado por el arco eléctrico y frente a los objetos o partículas lanzadas a altas velocidades por la explosión 15

VULNERABILIDAD FRENTE AL RIESGO ELÉCTRICO ¾

Todas las empresas deben tener un conocimiento claro de su estado frente a los riesgos eléctricos. Si no se ha tenido un programa efectivo de prevención de los riesgos eléctricos y no se conoce el estado actual, debe realizarse un diagnóstico que identifique los puntos débiles y elaborar un plan de acción para la disminución del riesgo. Algunos puntos claves que se deben evaluar incluyen: ¾ Verificación de las instalaciones y del equipo eléctrico frente a los requerimientos de seguridad eléctrica. Debe tenerse claridad respecto a cuales son las normas y reglamentos que se deben cumplir. ¾ Evaluación de la calidad y periodicidad del mantenimiento del sistema eléctrico. Los instructivos de mantenimiento deben estar basados normas internacionales y en las recomendaciones de los fabricantes de los equipos.

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VULNERABILIDAD FRENTE AL RIESGO ELÉCTRICO ¾ Evaluación de la dotación del personal con los equipos de protección individuales y con las herramientas y elementos de seguridad necesarios. Los implementos, herramientas y equipos de seguridad deben ser aptos para el trabajo con equipo eléctrico y cumplir con las normas aplicables. ¾ Evaluación del nivel de entrenamiento y capacitación del personal en el trabajo específico que desarrolla, en riesgos eléctricos y en prácticas de trabajo seguras. Además, debe evaluarse la calidad y periodicidad de la capacitación y el entrenamiento. ¾ Evaluación de la existencia y aplicación de los procedimientos de seguridad para el trabajo eléctrico.

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LA SEGURIDAD EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS ¾

Algunos accidentes en redes eléctricas son ocasionados por deficiencias propias de la instalación, es decir, que no se deben a la aplicación de procedimientos incorrectos o a la carencia de equipos de seguridad o herramientas adecuadas. Para las instalaciones y el equipo eléctrico se tienen unos requerimientos mínimos indispensables para que el personal pueda realizar los trabajos bajo condiciones seguras. Estos requerimientos se encuentran dentro de las normas aplicables al diseño, montaje y mantenimiento. Los principales puntos a ser evaluados para diagnosticar el estado de la instalación frente al riesgo eléctrico son: ¾ Sistema de puesta a tierra ¾ Sistema de apantallamiento y protecciones contra sobretensiones ¾ Sistema de protecciones eléctricas ¾ Espacio para realizar trabajos y distancias de seguridad ¾ Señalización y barreras ¾ Mantenimiento preventivo

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EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ¾

El sistema de puesta a tierra en relación con la seguridad de las personas cumple las siguientes funciones: ¾ Limitar tensiones de toque y de paso durante fallas eléctricas (cortocircuitos) a niveles que no representen riesgo de choque eléctrico para las personas. ¾ Disminuir en estado estacionario a valores mínimos las tensiones de objetos metálicos que se encuentran influenciados por inducciones de objetos energizados. Para garantizar esto se requieren valores bajos de resistencia de puesta a tierra y que los objetos metálicos se encuentren correctamente conectados al sistema de puesta a tierra. ¾ Proporcionar un camino seguro y de baja impedancia para la corriente de las descargas atmosféricas, cuando se trata de puestas a tierra para sistemas de apantallamiento.

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EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ¾

Inducción magnética ¾ ¾

generada por corrientes eléctricas efecto inductivo

Io

¾

Inducción eléctrica ¾ ¾

generada por cargas eléctricas efecto capacitivo

Ii

Vo

Vi Vi

20

EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ¾

Aumento del potencial de tierra durante fallas eléctricas V

I

Rb Vb= I X Rb

Rm

Vm= I X Rm

X ESQUEMA ELÉCTRICO DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

21

EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ¾

¾

Se denomina potencial de paso a la tensión que se podría desarrollar, durante las condiciones de cortocircuito más severas, entre dos puntos del piso de una instalación separados por una distancia equivalente al paso de un ser humano (aproximadamente 0,5 m). El potencial de toque es la tensión que se puede presentar entre un elemento metálicos al alcance de la mano de una persona erguida de pie en la instalación y el piso sobre el cual se encuentra la persona, durante las condiciones de cortocircuito más severas.

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EL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Tensión de Tensión de toque paso

Tensión de malla Tensión transferida

Perfil de tensiones en la superficie

Et Em

E(ttrd)≈ GPR

Ep

Tierra remota

FIGURA N° 1 CONCEPTOS BÁSICOS

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EL SISTEMA DE APANTALLAMIENTO ¾

¾

¾

El principio fundamental de la protección contra descargas atmosféricas, es dar unos medios por los cuales una descarga eléctrica pueda entrar o dejar la tierra sin daños resultantes o pérdidas. Se debe ofrecer una trayectoria de baja impedancia que será preferida por la corriente de descarga en lugar de las trayectorias de alta impedancia ofrecidas por los materiales de las edificaciones tales como madera, ladrillos, baldosas, piedra o concreto. Cuando una descarga sigue las trayectorias de altas impedancias, se puede causar daño por el calor o los esfuerzos mecánicos generados durante el paso de la descarga. Además de captar las descargas atmosféricas directas, el sistema de apantallamiento debe garantizar la equipotencialidad de la estructura o edificación protegida, evitando que se generen diferencias de potencial elevadas que tengan como consecuencia el salto de chispas o arcos eléctricos

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EL SISTEMA DE APANTALLAMIENTO ¾

¾

La protección total contra descargas atmosféricas consiste en una jaula de Faraday completa, lo cual tiene costos inadmisibles para cualquier empresa, por lo que en la práctica, se deberá correr un riesgo de descarga sobre el objeto a proteger. Los daños que se pueden ocasionar a las personas por las descargas atmosféricas están asociados principalmente con las quemaduras generadas por el arco o por la circulación de corriente a través del cuerpo. Cuando la energía absorbida por la persona supera un cierto valor, el riesgo se incrementa enormemente. Los investigadores proponen valores límites de energía absorbida entre 30 J y 50 J, energía fácilmente obtenible con una descarga directa sobre una persona. No obstante, un buen sistema de apantallamiento, compuesto por puntas, bajantes y puestas a tierra, garantiza en la mayoría de los casos un grado de protección suficiente. 25

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES ¾

¾

Este tipo de protecciones son complementarias con el sistema de apantallamiento, y están concebidas para evitar que las sobretensiones generadas por descargas atmosféricas o por maniobras superen los niveles de aislamiento de los equipos y conduzcan a la creación de cortocircuitos. Los dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS) limitan la tensión mediante la absorción de una parte de la energía que produce la sobretensión. En condiciones de tensión nominal en el sistema, estos dispositivos absorben cantidades mínimas de corriente (del orden de microamperios), y su característica no lineal hace que cuando la tensión alcance valores elevados, la corriente aumente abruptamente, absorbiendo energía de la sobretensión.

26

PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES

27

PROTECCIONES ELÉCTRICAS ¾

¾

¾

El papel principal de los equipos de protección es el de garantizar que las fallas eléctricas son detectadas y aisladas dentro de unos límites de tiempo que garanticen la seguridad de las personas y de las instalaciones. Los efectos de las fallas eléctricas dependen principalmente de dos factores: la magnitud de la falla (corriente de cortocircuito) y la duración. Los efectos de la circulación de corriente a través del cuerpo humano o choque eléctrico son proporcionales al tiempo de duración; la cantidad de calor recibido por una persona de un arco eléctrico, depende también de su duración. Por todo lo anterior, es indispensable la implementación de sistemas de protecciones adecuados y con los ajustes correctos tendientes a minimizar los tiempos de duración de las fallas. Para esto se deben realizar estudios de ajuste y coordinación de protecciones orientados a garantizar lo siguiente:

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PROTECCIONES ELÉCTRICAS ¾ Que los cortocircuitos sean detectados y despejados por elementos de protección rápidos (instantáneos o de tiempo definido con baja temporización, por ejemplo, < 300 ms). Los fusibles correctamente seleccionados son una protección excelente contra cortocircuito, dado los tiempos bajos de despeje de falla que garantizan (en muchos casos inferiores a un ciclo). Los elementos de protección contra sobrecarga operan normalmente en tiempos de varios segundos, por lo cual no son adecuados para cortocircuitos. ¾ Que la instalación y el equipo eléctrico se encuentren correctamente protegidos contra cortocircuitos y sobrecargas, es decir, que los tiempos de actuación de las protecciones son inferiores a los tiempos que el equipo eléctrico puede soportar la falla o la sobrecarga. ¾ Que las fallas a tierra sean detectadas y despejadas en un tiempo inferior al utilizado para el cálculo de las tensiones de toque y de paso, que normalmente es de 500 ms. ¾ Que las fallas a tierra en sistemas no aterrizados sólidamente (aterrizados con alta o baja impedancia) son detectadas y aisladas. 29

PROTECCIONES ELÉCTRICAS ¾

¾

¾

Además de las protecciones de sobrecorriente y de sobrecarga, los equipos deben contar con un esquema completo de protecciones acordes con las normas aplicables. Para transformadores de 5 MVA en adelante es recomendable el uso de la protección diferencial, además, se deben tener las protecciones mecánicas necesarias (relé Buchholz, relé de presión súbita, nivel de aceite, etc.). Si se tienen generadores es recomendable que estos cuenten con un esquema de protecciones eléctricas acorde con los requerimientos de las normas ANSI o IEC aplicables: relés de pérdida de excitación, potencia inversa, sobretensión, sobre y baja frecuencia, secuencia negativa, falla a tierra en el rotor y en el estator, etc.

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ESPACIO DE TRABAJO Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD ¾

¾

Es indispensable para realizar trabajos en la instalación eléctrica, contar con un espacio adecuado de acceso y de trabajo que permita la operación y el mantenimiento del equipo. Además, la instalación debe permitir la circulación del personal y de los vehículos por las zonas permitidas garantizando que se mantengan unas distancias mínimas al equipo energizado. Estos espacios deben ser previstos desde el diseño. El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas - RETIE define tres límites de acercamiento para la seguridad personal con base en la norma NFPA 70E. Estos límites de acercamiento son: ¾ Límite de aproximación segura: es la distancia mínima desde un punto energizado del equipo, hasta la cual el personal no calificado puede situarse sin riesgo por arco eléctrico. ¾ Límite de aproximación restringida: es la distancia mínima hasta la cual el personal calificado puede situarse sin llevar los elementos de protección personal certificados contra riesgo por arco eléctrico. 31

ESPACIO DE TRABAJO Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD

¾ Límite de aproximación técnica: es la distancia mínima en la cual solo el personal calificado que lleva elementos de protección personal certificados contra arco eléctrico realiza trabajos en la zona de influencia directa de las partes energizadas de un equipo.

32

ESPACIO DE TRABAJO Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD

33

ESPACIO DE TRABAJO Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD ¾

Además de las fronteras de acercamiento que deben estar demarcadas, la instalación debe contar con unas zonas alrededor del equipo energizado que no sean accesibles por el personal durante sus labores normales de operación. El la siguiente figura se muestra como en una instalación de alta tensión, la parte expuesta energizada de los equipos se encuentra a una altura determinada por encima de la máxima altura que puede ser alcanzada por una persona. El RETIE define estas distancias basado en la norma IEC 60071-2. Estas distancias son determinadas de acuerdo con los procedimientos descritos en publicaciones tales como el National Electrical Safety Code - NESC.

34

ESPACIO DE TRABAJO Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD

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SEÑALIZACIÓN Y BARRERAS ¾

Las partes energizadas deben contar con una protección contra contacto accidental utilizando algunas de las siguientes alternativas: ¾ Confinándolas en gabinetes apropiados. ¾ Ubicándolas en recintos a los cuales solo tenga acceso el personal calificado. ¾ Ubicándolas a una altura tal que no represente riesgo para el personal que circula por el lugar.

¾

Además, se deben tener las señales de advertencia donde se advierta al sobre el riesgo y se prohíba la entrada al personal no calificado. Estas señales deben contar con la siguiente información: ¾ Advertencia donde se indique que se trata de equipo energizado y que representa peligro. ¾ Tipo de equipo y nomenclatura operativa. ¾ Máximo nivel de tensión del equipo. ¾ Máximo nivel de cortocircuito ¾ Ubicación de los diferentes límites de aproximación ¾ Categoría requerida del equipo de protección personal para realizar trabajos. 36

MANTENIMIENTO PREVENTIVO ¾

¾

El deterioro del equipo eléctrico inevitable, pero su falla no lo es. El deterioro puede verse acelerado por factores tales como medio ambientes hostiles, sobrecarga o ciclos pesados de uso. Tan pronto como se instala el equipo nuevo, inicia el proceso normal de deterioro y si al equipo no se le realiza mantenimiento preventivo se puede generar su mal funcionamiento o fallas eléctricas. Un buen plan de mantenimiento preventivo identifica y reconoce estos factores y provee las medidas necesarias. Además del deterioro normal, existen otras causas potenciales de falla del equipo que deben ser detectadas y corregidas a través del mantenimiento preventivo. Entre estas están cambios o adiciones de cargas, alteraciones de circuitos, ajustes no adecuados de dispositivos de protección, y cambio de las condiciones de tensión.

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO ¾

Un mantenimiento preventivo bien administrado reducirá accidentes, salvará vidas, y minimizará paradas costosas y salidas no planeadas del equipo de producción. Se pueden identificar daños inminentes y aplicar las soluciones antes de que se presenten accidentes o se tengan problemas graves

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LA SEGURIDAD ELÉCTRICA EN EL PERSONAL ¾

¾

La seguridad en el trabajo eléctrico se ve ampliamente mejorada cuando se utilizan las herramientas y el equipo personal adecuados. Cada trabajador que desarrolla alguna actividad en el equipo eléctrico, debe estar protegido contra los riesgos propios de su trabajo. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos: ¾ Entrenamiento del personal ¾ Utilización de elementos de protección personal ¾ Utilización de equipos de seguridad ¾ Utilización de herramientas adecuadas para trabajos eléctricos

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ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL ¾

Indudablemente el riesgo más grande es la carencia de personal calificado para la realización de las labores. El entrenamiento debe estar orientado no solo a las labores propias del trabajo que se desarrolla, sino también, al manejo de los diferentes riesgos que existen en el trabajo. Para tener un diagnóstico del grado de capacitación y entrenamiento del personal, se debe responder a las siguientes preguntas: ¾ Es conciente el personal de la importancia de preservar su vida, su integridad física y su salud? ¾ Es conciente el personal de que su seguridad es una responsabilidad individual e indelegable? ¾ Conoce el personal los diferentes riesgos eléctricos, como pueden generarse accidentes relacionados con estos riesgos, como prevenir los accidentes, y como protegerse de los efectos de estos riesgos? ¾ Conoce el personal la función de los diferentes elementos de protección personal y equipos de seguridad y sabe utilizarlos correctamente? 40

ENTRENAMIENTO DEL PERSONAL ¾ Está entrenado el personal que manipula el quipo eléctrico para realizar esta labor? ¾ Está el personal entrenado en la ejecución de prácticas seguras? ¾ Está el personal capacitado en primeros auxilios?

¾ El entrenamiento debe ser complementado con una alta dosis de motivación para que el personal sea riguroso en el cumplimiento de las normas de seguridad. ¾ Las prácticas se olvidan fácilmente si no se realizan en forma repetitiva, por lo cual es indispensable realizar reentrenamiento en forma periódica para aquellos procedimientos que se realizan esporádicamente. ¾ El personal directivo de la parte operativa también debe tener algunos conocimientos sobre riesgos eléctricos, debido a que estas personas son las que deben inculcar a su personal la aplicación estricta de las prácticas de seguridad. 41

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL ¾ Estos

elementos actúan como una barrera frente a los peligros que tiene el trabajador de verse afectado por el choque eléctrico, el arco o la explosión. En la siguiente tabla se muestran los elementos utilizados para la protección de las diferentes partes del cuerpo Parte del cuerpo a proteger

Equipo utilizado

Cuerpo y la piel en general

Ropa de protección contra arco eléctrico, de la categoría adecuada para el trabajo específico.

Ojos y rostro

Protector facial de la categoría adecuada para el trabajo, anteojos de seguridad para trabajo con equipo eléctrico

Cabeza

Casco aislante con el aislamiento requerido para el nivel de tensión del equipo

Manos

Guantes aislantes de caucho con el nivel de aislamiento requerido, con protectores de cuero

Aislamiento del cuerpo para evitar el choque eléctrico

Botas y guantes dieléctricos

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¾ Para

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL

garantizar que estos elementos son los adecuados, deben cumplir con 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.

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¾ Botas

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL y guantes dieléctricos.

COLOR

TENSIÓN DE PRUEBA (Vac)

DISTANCIA MÍNIMA (pulgadas)

0

ROJO

5.000

1

7.500

1

BLANCO

10.000

1

17.000

2

AMARILLO

20.000

2

26500

3

VERDE

30.000

3

36.000

4

NARANJA

40.000

4

VOLTAJE MÁXIMO DE SERVICIO (Vac)

CLASE

1.000

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ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL ¾ Cascos

de seguridad.

¾ TIPO ¾ I – Impactos verticales ¾ II – Impactos verticales y laterales ¾ CLASE ¾ E – Eléctrico (20.000 V) ¾ G – general (2.200 V) ¾ C – Conductor ¾ Norma ANSI Z891.1 - 1997

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ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL ¾ Ropa

de protección contra arco eléctrico.

Energía incidente máxima

Categoría

Equipo de protección personal (PPE)

0-2

0

Ropa no tratada de algodón

2-4

1

Pantalones y camisa retardantes a la llama (Clase FR)

4-8

2

Ropa interior de algodón, pantalones y camisa retardantes a la llama (Clase FR)

8-25

3

Ropa interior de algodón, pantalones y camisa retardantes a la llama (Clase FR), sobretodo retardante a la llama (Clase FR)

25-40

4

Ropa interior de algodón, pantalones y camisa retardantes a la llama (Clase FR), traje completo multicapa retardante la llama (Clase FR)

40-100

5

Ropa interior de algodón, pantalones y camisa retardantes a la llama (Clase FR), traje completo multicapa retardante la llama (Clase FR)

>100

*

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

[cal/cm2]

46

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL ¾ Ropa

15

cal/cm2

de protección contra arco eléctrico.

25

cal/cm2

40

cal/cm2

50

cal/cm2

65

cal/cm2

100

cal/cm2

100 cal/cm2 BALÍSTICO

47

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL

¾ Protectores

faciales

Tipo de protección facial

Probabilidad de quemadura de 2º grado del 50%

Sin pantalla

1,2 cal/cm

2

Transparente, policarbonato, 80 mil, filtro UV

1,2 cal/cm

2

Reflector dorado, policarbonato, 80 mils, filtro UV, con caperuza

73,3 cal/cm

Sombra No 5, proporciona sombra con caperuza Pantallas nuevas sombreadas, proporciona sombra con caperuza

Porcentaje de energía prevenida de alcanzar la cara del maniquí

Respuesta del material

0

N/D

Arcos de bajo nivel 50%

No se funde a 50 cal/cm

2

2

Arcos de nivel alto > 80%

No se funde a 50 cal/cm

2

>30 cal/cm

2

>80%

No se funde a 50 cal/cm

2

>45 cal/cm

2

>80%

No se funde a 50 cal/cm

2

48

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN PERSONAL ¾ Protectores

faciales

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EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Para que el personal pueda ejecutar los trabajos siguiendo las prácticas de seguridad es necesario contar con algunos equipos y herramientas que faciliten los trabajos, ayuden a evitar los cortocircuitos por contactos accidentales y aumenten los niveles de protección frente al arco, la explosión y el choque eléctrico. Estos equipos y herramientas son adicionales a los elementos de protección personal. Entre las funciones de estos equipos se encuentran las siguientes: ¾ Permitir la ejecución en forma segura de las maniobras necesarias para la desenergización y energización. ¾ Facilitar la manipulación de conductores y partes no aisladas de los equipos a una distancia segura. ¾ Garantizar un espacio de trabajo libre de potenciales eléctricos que puedan representar riesgos para el personal. ¾ Facilitar la identificación de conductores energizados. ¾ Proporcionar la señalización que permita identificar claramente los equipos sobre los cuales se está trabajando. 50

EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Proveer los medios de señalización y/o bloqueo sobre los elementos de maniobra que controlan las fuente de energía para evitar que se energicen accidentalmente los equipos sobre los cuales se está trabajando. ¾ Aislar conductores energizados expuestos dentro del área de trabajo.

¾ Los equipos de seguridad requeridos dependen del tipo de trabajo que se va a realizar y de las características del sistema eléctrico. Los equipos de seguridad más importantes son los siguientes: ¾ Puesta a tierra temporales ¾ Pértigas ¾ Etiquetas de seguridad ¾ Elementos de bloqueo ¾ Detectores de ausencia de tensión ¾ Escudos de protección 51

EQUIPO DE SEGURIDAD ¾

Puestas a tierra temporales: son indispensables para garantizar una tensión baja (cercana a cero voltios) de los elementos conductores. Proporcionan una zona de seguridad para quienes trabajan cerca o sobre conductores desenergizados evitando que una reenergización accidental de los conductores pueda ocasionar lesiones al personal. Es importante tener en cuenta que un conductor eléctrico debe considerarse energizado siempre que no se encuentre conectado a tierra con el equipo adecuado.

52

EQUIPO DE SEGURIDAD ¾

Puestas a tierra temporales

53

EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Pértigas: permiten manipular conductores y equipo energizado desde una distancia segura para el personal. También son indispensables para la conexión del equipo de puesta a tierra temporal, debido a que los conductores después de desconectada la fuente pueden quedar sometidos a tensiones peligrosas por la inducción de otros conductores. ¾ Etiquetas de seguridad: se requieren para indicar que no se pueden realizar maniobras sobre un elemento determinado porque se encuentra personal realizando algún tipo de trabajo. ¾ Elementos de bloqueo: tienen la misma filosofía de los elementos de señalización, con la diferencia de que impiden físicamente la maniobra de los equipos.

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EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Detectores de ausencia de tensión: detectar la ausencia de tensión es una medida de seguridad para verificar que la fuente ha sido desconectada, antes de la conexión a tierra de un equipo debe detectarse que no se encuentra conectado con su fuente de tensión. Estos detectores deben ser probados inmediatamente antes y después de chequear ausencia de tensión para garantizar que su indicación es confiable. Un punto importante a tener en cuenta es que la indicación de ausencia de tensión no implica que la tensión de los conductores es cercana a cero voltios, sino que su tensión es muy inferior a la tensión nominal del sistema, por ejemplo, en líneas de alta tensión desenergizadas y sometidas a inducción de otras líneas, los detectores indican que hay ausencia de tensión, pero la tensión puede ser de varios kilovoltios.

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EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Escudos de protección: Se deben utilizar escudos o barreras de protección, o materiales aislantes para proteger a los trabajadores de choques, quemaduras u otras lesiones relacionadas con la electricidad, mientras el trabajador está laborando cerca a que podrían ser tocadas accidentalmente, o donde podría ocurrir calentamiento o arco eléctrico. Cuando las partes vivas normalmente encerradas son expuestas para mantenimiento o reparación, deben ser guardadas para proteger al personal no calificado del contacto con esas partes vivas. Los principales tipos de escudos son las mantas aislante utilizadas para cubrir superficies energizadas en general; y las cubiertas aislante que se utilizan para cubrir piezas específicas.

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EQUIPO DE SEGURIDAD ¾ Estos equipos de seguridad deben estar certificados bajo normas aceptadas a nivel internacional para garantizar que son adecuados para el sitio y el tipo de trabajo que se va a realizar. Equipo de seguridad Puestas temporales

a

tierra

Normas ASTM F 855, Standard Specification for Temporary Protective Ground to be Used on De-energized Electric Power Lines and Equipment.

Señalización y etiquetas de seguridad

ANSI Z535, Series of Standards for Safety Signs and Tags.

Cubiertas aislantes

ASTM D 1049, Standard Specification for Rubber Covers.

Mantas aislantes

ASTM D 1048, Standard Specification for Rubber Insulating Blankets.

Implementos de fibra de vidrio

ASTM F 711, Standard Specification for Fiberglass-Reinforced Plastic (FRP) Rod and Tube Used in Line Tools.

Herramientas aisladas

ASTM F 1505, Standard Specification for Insulated and Insulating Hand Tools.

de

mano

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HERRAMIENTAS PARA TRABAJO ELÉCTRICO ¾ La utilización de herramientas adecuadas para el trabajo eléctrico es fundamental para disminuir los riesgos. Se presentan numerosos cortocircuitos debido a la utilización de herramientas que no tienen el aislamiento adecuado para el trabajo en sistemas eléctricos. Las herramientas de mano aptas para el trabajo eléctrico tienen prácticamente un aislamiento eléctrico completo, cada parte de las herramientas está completamente aislada y sólo una mínima parte metálica (indispensable para el trabajo) se encuentra expuesta. Estas herramientas están concebidas para evitar el choque eléctrico y para prevenir la formación del arco cuando se tiene contacto con conductores energizados.

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PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD ¾ Existen muchos principios generales que deben ser aplicados para el trabajo con equipos eléctricos, sin embargo, para los trabajos específicos es necesario contar con los procedimientos adecuados. Las normas son extensas y cuentan con muchas secciones que posiblemente no son aplicables al trabajo que se realiza. Es recomendable tener documentos propios con los procedimientos de seguridad a seguir para la realización de cada labor. Estos procedimientos deben tener en cuenta como mínimo lo siguiente: ¾ Riesgos existentes en el trabajo a realizar ¾ Entrenamiento que debe tener el personal que realizará el trabajo ¾ Elementos de protección personal requeridos, incluyendo la especificación o categoría del equipo. ¾ Equipo de seguridad y herramientas requeridas con sus especificaciones (nivel de tensión para el equipo aislante, nivel de cortocircuito para las puestas a tierra de seguridad, etc.)

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PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD ¾ Equipos de maniobra que deben ser abiertos para desconectar la tensión al equipo sobre el cual se realizará el trabajo. Además, debe incluirse la secuencia en la cual se deben realizar las maniobras de desenergización y energización. ¾ Procedimiento específico del trabajo a realizar

¾ Para la disminución del riesgo es necesario que se tengan presentes en todo momento los siguientes principios básicos: ¾ Cada persona es responsable de su propia seguridad. La seguridad personal es indelegable. ¾ El trabajo eléctrico requiere mantener en todo momento la máxima atención. Se debe estar alerta para detectar los peligros que pueden surgir en el sitio de trabajo. ¾ Los procedimientos deben ser completamente comprendidos antes de realizar el trabajo. ¾ Los procedimientos de seguridad deben seguirse estrictamente.

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PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD ¾ Se debe utilizar siempre el equipo de seguridad adecuado. No se debe realizar el trabajo si falta alguno de los equipos necesarios o si los equipos no son adecuados para el trabajo. ¾ Siempre se debe preguntar cuando exista alguna duda. En ningún momento se debe suponer, es necesario preguntar a alguien que esté informado o verificarlo personalmente. Además, no se debe dar una respuesta sobre algo que no se conoce

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CONTRO DE LAS FUENTES DE TENSIÓN ¾

El control de las fuentes debe siguiendo un procedimiento apropiado y seguro para las maniobras de energización y desenergización de equipos. Se deben tener en cuenta las siguientes reglas básicas: ¾ La desenergización del equipo es el método por excelencia para la protección del personal frente a los riesgos eléctricos. ¾ Si el equipo no puede ser desenergizado para realizar el trabajo, deben utilizarse los elementos de protección personal, equipos de seguridad y procedimientos para el trabajo con equipo energizado. ¾ Antes de iniciar los trabajos con equipo desenergizado, los elementos de maniobra deben ser bloqueados y marcados con los rótulos para prevenir su operación inadvertida. Además, todo el personal debe ser instruido para que no opere o intente operar estos elementos de maniobra. ¾ Sólo el personal calificado, entrenado y autorizado puede operar el equipo de maniobra. ¾ Los rótulos y bloqueos en el equipo de maniobra solo deben ser removidos por el personal autorizado en el procedimiento de trabajo. 62

DEMARCACIÓN DEL ÁREA DE TRABAJO ¾

Antes de iniciar cualquier trabajo de montaje, mantenimiento o pruebas, debe demarcarse el área de trabajo con barreras y señales de advertencia, las cuales deben cumplir con lo siguiente: ¾ La señalización debe ser distinguible y mostrar claramente que los peligros del equipo eléctrico, las advertencias deben poder leerse fácilmente. ¾ Las barreras deben ser fácilmente visibles y deben estar ubicadas de tal forma que el equipo no sea accesible a personas que se encuentran por fuera de la barrera.

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PUESTA A TIERRA DE SEGURIDAD ¾

El principio básico de las puestas a tierra de seguridad es garantizar una baja tensión y una zona equipotencial en el sitio de trabajo. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos: ¾ Una energización accidental puede ocasionar corrientes muy altas a través del equipo de puesta a tierra. Estas corrientes generan esfuerzos mecánicos con movimientos que pueden ser violentos y causar lesiones al personal. Por lo anterior, es recomendable que la longitud de los cables de puesta a tierra de seguridad sean lo más cortos posible. ¾ El equipo de puesta a tierra de seguridad siempre se debe conectar primero a la malla o varilla de puesta a tierra, luego al neutro o cable de gurda y finalmente a las fases. Esto se hace para disminuir los riesgos por inducciones o por falencias en la desenergización del equipo.

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REGLAS BÁSICAS DE TRABAJO CON EQUIPO DESENERGIZADO ¾

Siempre que se trabaje con equipo desenergizado deben seguirse unos pasos para realizar todo el proceso de seguridad, el cual incluye como mínimo: ¾ Garantizar el corte visible de la fuente de alimentación ¾ Bloquear el elemento de maniobra que permita la energización del equipo ¾ Detectar la ausencia de tensión ¾ Conectar a tierra la parte viva del equipo

¾

Estas reglas básicas complementadas con otras normalmente se conocen como ”reglas de oro” y deben ser altamente difundidas, explicadas y se debe motivar al personal para su aplicación.

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NORMAS APLICABLES ¾

El cumplimiento de las normas de seguridad aplicables a instalaciones eléctricas, equipos eléctricos, elementos de protección personal, equipos de seguridad y procedimientos, son una base fundamental para la prevención de accidentes. Existen a nivel internacional diferentes normas cuya aplicación ayuda en la prevención de los accidentes de tipo eléctrico. En cuanto a las normas y publicaciones más importantes, se encuentran las siguientes. ¾ Resolución número 18 0398 de 2004, Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas - RETIE. ¾ Norma Técnica Colombiana 2050, Código Eléctrico Colombiano. ¾ Standard for Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces - NFPA 70E. ¾ Electrica Equipment Maintenance - NFPA 70B. ¾ National Electrical Safety Code - – ANSI C2. . ¾ Regulaciones OSHA "Ocupational Safety and Health Administration". 66

REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS RETIE ¾

Resolución número 18 0398 de 2004, Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas - RETIE. Es una resolución del Ministerio de Minas y Energía de obligatorio cumplimiento en Colombia. Este reglamento está concebido para garantizar la seguridad de las personas en lo relacionado con los sistemas eléctricos, tal como se consagra en su Artículo 1. Cubre los requisitos que debe cumplir la instalación y los diferentes materiales y equipos, sin embargo, su cubrimiento es corto en lo relacionado con las prácticas de seguridad, elementos de protección personal y requisitos de mantenimiento.

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CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO ¾

Norma Técnica Colombiana 2050, Código Eléctrico Colombiano. Esta norma está basada en el National Electrical Code - NFPA 70. De acuerdo con la Resolución número 18 0398 de 2004 del Ministerio de Minas y Energía, es obligatorio el cumplimiento en Colombia de sus siete primeros capítulos (todos los relacionados con instalaciones eléctricas). Tiene cubrimiento para las instalaciones eléctricas de los usuarios residenciales, comerciales e industriales, no es aplicable en las instalaciones de las compañías de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica.

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NFPA 70E ¾

Standard for Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces - NFPA 70E: Esta norma tiene cubrimiento sobre las mismas instalaciones que cubre la NFPA 70. Específicamente se orienta a los requisitos que son necesarios para la protección del personal en el área de trabajo. Está dividida en cuatro partes, las cuales cubren diferentes aspectos de la seguridad eléctrica así: la parte I, los requerimientos de seguridad de la instalación; la parte II, las prácticas de trabajo relacionadas con la seguridad; la parte III, los requerimientos de seguridad relacionados con el mantenimiento; y la parte IV, los requerimientos de seguridad para equipos especiales.

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NFPA 70B ¾

Electrica Equipment Maintenance - NFPA 70B: es una norma complementaria a la NFPA 70 (National Electrical Code), que está orientada a los requerimientos relacionados con el mantenimiento del equipo y de las instalaciones eléctricas. Esta norma se concentra en la elaboración de un plan de mantenimiento preventivo como la base fundamental para disminuir la accidentalidad. Plantea la periodicidad y los diferentes puntos que debe cubrir el mantenimiento de los equipos que componen la instalación eléctrica.

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NESC ¾

National Electrical Safety Code - ANSI C2. Está orientado a proporcionar reglas prácticas para garantizar la seguridad del personal durante la instalación, operación y mantenimiento de redes eléctricas y de comunicaciones y su equipo asociado. El NESC cubre los equipos de las compañías de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, que no son cubiertas por la NFPA 70. Está dividido en cuatro partes, así: la parte I, comprende las reglas para la instalación y mantenimiento de subestaciones y equipos; la parte II, cubre las reglas de seguridad para la instalación y mantenimiento de líneas aéreas eléctricas y de comunicaciones; la parte III, abarca las reglas de seguridad para la instalación y mantenimiento de líneas subterráneas eléctricas y de comunicaciones; y la parte IV, comprende las reglas para la operación y mantenimiento de líneas eléctricas y de comunicaciones y de su equipo asociado. 71

REGULACIONES OSHA ¾

Regulaciones OSHA "Ocupational Safety and Health Administration". Son de obligatorio cumplimiento en los Estados Unidos bajo autoridad federal. Estas regulaciones tienen un cubrimiento bastante amplio en salud ocupacional y están orientadas a brindar una protección al trabajador en materia de seguridad y salud. Las regulaciones OSHA están dividida en varias partes. La parte 1910 comprende las normas sobre seguridad y salud ocupacional y la subparte 1926 las regulaciones para las construcciones en relación con la seguridad y salud ocupacional . Las partes 1910 y 1926 comprenden varias subpartes, algunas de las cuales regulan el trabajo relacionado con equipo eléctrico, así: ¾ La subparte I de la parte 1910 regula todo lo relacionado con equipo de protección personal.

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REGULACIONES OSHA ¾ La subparte R de la parte 1910 regula las industrias especiales y la sección 1910.269 de esta subparte cubre la operación y el mantenimiento de equipos y líneas para la generación, control, transformación, transmisión y distribución de energía eléctrica. ¾ La subparte S de la parte 1910 regula lo relacionado con seguridad eléctrica en instalaciones de usuarios en general. ¾ La subparte K de la parte 1926 contiene los requisitos de seguridad de la instalación eléctrica. ¾ La subparte V de la parte 1926 contiene los requisitos de seguridad para la construcción de líneas de transmisión, redes de distribución y equipo asociado.

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José Dariel Arcila [email protected] Ingeniería Especializada S.A. Tel: 37367777, Fax: 3723271, Itagüí http://www.ieb.com.co

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