Riesgos Eléctricos y Medidas de Protección en Instalaciones
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Riesgos Eléctricos y Protección: Una Visión Integral
1. Riesgos de la Corriente Eléctrica
1.1. Riesgo de Incendio
El 30% de los incendios son debidos a un defecto eléctrico y se producen por:
- Rotura del aislante del conductor.
- Envejecimiento del aislante.
- Cables sometidos a sobrecargas de corriente.
- Una corriente de fuga superior a 300 mA que genera una sobreintensidad.
1.2. Destrucción de Receptores
La destrucción de receptores se debe al calor generado por el receptor a sobrecargas, agresiones del entorno y desgaste del material.
1.3. Riesgo de Electrocución para las Personas
El riesgo de electrocución para las personas depende de la intensidad (I) y el tiempo (T) de la corriente, de la tensión de contacto y de la impedancia que recorre el cuerpo humano.
1.4. Efectos de la Corriente Eléctrica en el Cuerpo Humano
Los efectos dependen de la zona del cuerpo, de la superficie de contacto, de la humedad, presión y temperatura, de las condiciones fisiológicas y de las características de la corriente.
- Umbral de percepción:
- En corriente alterna (CA) de 15 a 100 Hz, el umbral es de 0,5 mA.
- En corriente continua (CC), es de 2 mA.
- Umbral de no soltar:
- En CA de 15 a 100 Hz, es de unos 10 mA.
- En CC, el contacto y la interrupción producen dolores musculares.
- Umbral de fibrilación ventricular.
- Otros efectos de la corriente:
- En CA, la fibrilación ventricular es la causa principal de muerte por choque eléctrico, provocando contracciones musculares y parada provisional del corazón.
- Con corrientes de varios amperios (A) se provocan quemaduras graves que pueden producir la muerte.
- En CC, con corrientes inferiores a 300 mA se siente calor en las extremidades; por encima de 300 mA, la inconsciencia se produce a menudo.
2. Protección de las Personas contra los Contactos Indirectos
Los contactos indirectos (CI) son contactos de personas con carcasas bajo tensión por defecto de aislamiento. La corriente de fuga pone bajo tensión una masa que es peligrosa si la toca una persona.
2.1. Esquema de Conexión a Tierra (TT)
El esquema de conexión a tierra más utilizado en España es el TT, que no precisa servicio de mantenimiento y amplía las instalaciones. Los diferenciales para este sistema son más económicos.
Un defecto de aislamiento fase-masa provoca la circulación de una corriente de fuga (Id) limitada por la resistencia de las tomas de tierra (RA y RB) y la resistencia de defecto de aislamiento (Rd).
Fórmula de la corriente de fuga:
Id = U / (RA + RB + Rd)
Fórmula de la tensión de contacto:
Uc = RA x Id <= Ul
2.2. Valores de Tensión de Seguridad (ITC-BT-24)
Según la ITC-BT-24, los valores de tensión de seguridad serán:
- 50 V para locales secos.
- 25 V para locales húmedos.
- 12 V para locales mojados.
Los tiempos de respuesta de los diferenciales vienen impuestos por las curvas de seguridad.
2.3. Tensión de Contacto y Sensibilidad del Diferencial
La tensión de contacto (Uc) es el potencial que puede alcanzar la masa metálica de un receptor.
Fórmulas de la tensión de contacto:
Uc = RA x Id
Uc = (RA / (RA + RB)) * U
La intensidad de defecto será:
Id = U / (RA + RB + Rd)
La tensión de contacto que se genera será:
Uc = Id x RA
La tensión de contacto varía en función de los receptores fuera de nuestro control. La corriente de defecto provoca daños a bienes y personas mediante mecanismos o incendios.
La sensibilidad del diferencial debe ser tal que la tensión de contacto sea inferior al límite convencional.
2.4. Componentes de la Protección contra Contactos Indirectos
La protección contra contactos indirectos (CI) debe constar de:
- Toma de tierra.
- Interruptor diferencial que corte la instalación antes de que la persona sufra daño.
Su funcionamiento conjunto con la toma de tierra hace que, en caso de contacto indirecto, la tensión a la que está sometida una persona sea inferior al límite de seguridad.