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Riesgos Elctricos

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La electricidad es hoy en da el tipo de energa ms utili-zado. Su gran difusin industrial y domstica, unida alhecho de que no es perceptible por la vista ni por el odo,hace que sea una fuente de accidentes importante.

Es preciso conocer el comportamiento del organismohumano cuando se ve afectado por la corriente elc-trica, con el fin de establecer las caractersticas de segu-ridad que debe reunir una determinada instalacinelctrica y consecuentemente, adoptar el sistema de pro-teccin ms adecuado a cada caso.

La difusin de la naturaleza del riesgo elctrico y lasdiversas medidas de proteccin que se conocen, contri-buyen a su mejor prevencin.

La utilizacin de la energa elctrica comporta para lapersona un riesgo, consecuencia de posibles contactoscon partes o elementos en tensin.

En esta unidad analizaremos:

Factores que intervienen en el riesgo elctrico.

Tipos de contactos elctricos.

Proteccin contra contactos elctricos directos.

Normas elementales de seguridad elctrica.

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Unidad Didctica Riesgos Elctricos

Al final de esta unidad debers ser capaz de:

Reconocer los factores que intervienen en el riesgo elctrico.

Diferenciar contactos elctricos directos de contactos elctricosindirectos.

Para facilitarte el estudio y comprensin de esta unidad te reco-mendamos seguir las siguientes indicaciones:

Toma notas de la informacin esencial, destacando las palabrasy frases clave del texto.

Ejercita tu atencin y concentracin respondiendo a las activida-des y estudiando con espritu crtico.

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Consejos de estudio

Tus objetivos

Cualquier parte del cuerpo humano, al ser atravesada por unacorriente elctrica, se comporta como un conductor siguiendo laley de Ohm:

Diferencia de potencial (tensin*) = Resistencia* x Intensidad*

El factor que produce daos en la persona es la intensidad depaso y no la tensin aplicada, aunque ambas estn directamenterelacionadas.

A continuacin estudiaremos cules son los principales factoresque influyen y determinan los efectos de la corriente elctrica enel cuerpo humano.

1. Intensidad y duracin de la corriente

La accin de la corriente elctrica se traduce, en lneas generales, entres fenmenos que se suceden a medida que crece la intensidad yel tiempo que sta circula por el organismo:

Umbral de percepcin: valor mnimo de la intensidad a partirdel cual se percibe el paso de corriente.

Contraccin involuntaria de los msculos de las extremidades(tetanizacin muscular): impide al afectado soltar el elementocon tensin.

Fibrilacin ventricular: contracciones descoordinadas que supo-nen prdida del ritmo cardaco y dificultad de bombeo,pudiendo llegar a producir parada respiratoria.

La tensin no determina directamente los efectos y lesiones, sinoque lo hace de forma indirecta al generar la intensidad.

Por otra parte, un mismo valor de intensidad puede ocasionar,segn el tipo de exposicin, distintos tipos de lesiones.

Una relacin aproximada entre la intensidad de la corriente, suduracin y sus efectos se encuentra en la grfica de la figura 1.

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Factores que intervienen en el riesgo elctrico

En este grfico se diferencian tres zonas:

Zona I: percepcin de la corriente hasta el momento en que noes posible soltarse voluntariamente del punto de contacto. Habi-tualmente no hay ningn efecto patolgico peligroso, ni riesgoalguno de fibrilacin ventricular.

Zona II: intensidad soportable, irregularidad del ritmo cardaco ydel sistema nervioso, paro cardaco reversible.

Zona III: se presenta fibrilacin ventricular y estado de coma.

El efecto ms temible y que produce la mayora de los accidentesmortales es la fibrilacin ventricular. Una vez producida, no serecupera el ritmo cardaco de forma espontnea; y de no mediaruna asistencia rpida y efectiva, al cabo de tres minutos se produ-cen lesiones irreversibles en el cerebro y sobreviene la muerte.

1 A Parada cardaca.

75 mA Fibrilacin ventricular.

30 mA Umbral de parada respiratoria.

10 mA Tetanizacin muscular.

0,5 mA Umbral de percepcin.

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VVALORES CARACTERSTICOS

TIEM

POD

EEX

POSI

CI

N

CORRIENTE TOTAL

2. Resistencia elctrica del cuerpo humano

En un accidente elctrico, la intensidad de la corriente que circulapor el cuerpo humano y, en consecuencia, la gravedad de laslesiones, depende, para una tensin dada, de la resistencia quepresente el circuito que sigue la corriente.

Esta resistencia estar formada por tres elementos de resistenciaen serie como se refleja en la figura 2:

R1. Resistencia del punto de contacto: depende de los materia-les que recubran la parte del cuerpo que entra en contacto con lacorriente. As pues, esta resistencia puede ser debida a guantes,ropa, etc. En caso de contacto directo de la piel, su valor sernulo.

R2. Resistencia propia del cuerpo humano: la resistencia delcuerpo humano depende de multitud de factores. Entre los msimportantes cabe citar:

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ACTIVIDAD 1

Indica en qu zona de la grfica intensidad-tiempo se encuentran las siguientessituaciones, indicando el riesgo que entraan.

a. 25 mA durante 500 ms (milisegundos).

b. 250 mA durante 500 ms.

c. 300 mA durante 200 ms.

d. 400 mA durante 20 ms.

En donde:

I: Intensidad. U: Tensin de contacto.Rt: Resistencia total.

Ley de Ohm

I = U/Rt

El grado de humedad de la piel.

La superficie de contacto.

La presin de contacto.

La tensin aplicada.

El estado fisiolgico, principalmente la tasa de alcohol en la sangre.

La dureza de la epidermis.

R3. Resistencia del punto de salida: incluye la resistencia delcalzado y del suelo. Se considera que un suelo es "no conductor"cuando la resistencia que presenta un individuo a la salida decorriente por ambos pies es superior a 50.000 .

La utilizacin de banquetas o alfombrillas aislantes basa su efica-cia preventiva en elevar la resistencia por encima de este valor, detal forma que, en caso de contacto, la corriente que pase por elcuerpo del usuario resulte prcticamente inapreciable.

Fig. 2: Resistencia del punto de salida.

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Tensin de

contacto (V)

Resistencia del cuerpo ()

Piel hmeda Piel mojada

25 2.500 1.00050 2.000 875250 1.000 650

3. La tensin

La tensin es el factor que, unido a la resistencia del circuito, pro-voca el paso de la corriente resultante por el cuerpo humano.

Una tensin elevada no es peligrosa en s misma, pero si se aplicaa una resistencia baja, permite el paso de una corriente perjudicial(la intensidad ser mayor cuanto menor sea la resistencia).

Se define como tensin de contacto aquella que se aplica entredos partes distintas del cuerpo humano.

A causa de fallos de aislamiento, las partes no sometidas normal-mente a tensin (como la carcasa de un motor o el chasis de unamquina) pueden quedar bajo tensin.

Se define como tensin de defecto aquella que aparece comoconsecuencia de una falta de aislamiento: entre dos masas, entreuna masa y un elemento conductor o entre una masa y tierra.

Teniendo en cuenta que intensidades menores de 25 mA no cau-san transtornos al organismo y la resistencia del cuerpo humanooscila entre 1.000 y 2.000 , la tensin de seguridad es aquellaque puede aplicarse indefinidamente al cuerpo humano sin peligro:

En emplazamiento seco: 50 V.

En emplazamientos hmedos o mojados: 24 V.

En emplazamientos sumergidos: 12 V.

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4. La frecuencia

Todo lo expuesto hasta ahora est relacionado con una corrientealterna de 50 60 hertzios (Hz), que es la que se emplea normal-mente para uso domstico o industrial.

Para corrientes de frecuencia superior, la peligrosidad disminuyeprogresivamente a efectos de fibrilacin ventricular, aunque pre-valecen los efectos trmicos de la corriente (quemaduras).

La corriente continua puede tener, en principio, las mismas con-secuencias que la corriente alterna de 50 60 Hz, aunquerequiere valores de intensidad tres veces superiores.

5. El recorrido a travs del cuerpo

Al tocar dos conductores o piezas que estn a distinto potencial, elaccidentado queda sometido a la tensin de red. Como actualmentecasi todas las subestaciones tienen el neutro de los transformadoresconectados a tierra, bastar que se toque un solo conductor de cual-quiera de las fases para quedar sometido a una tensin peligrosa, yaque el individuo cierra el circuito entre la fase y tierra.

La corriente elctrica es ms peligrosa cuando se establece entre piesy manos, estando de pie sobre una zona de escasa resistencia res-pecto a tierra; en este caso, circular una corriente por la sangre y,por tanto, por el corazn. Por ello, 30 mA resultan ya peligrosos.

Fig. 4: Circulacin de la corriente a travs del cuerpo humano.

Fig. 3: Frecuencia.

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Recuerda que la corriente alterna cambia continuamente devalor y de sentido y su representacin grfica aparece en formade onda. La frecuencia nos indica el nmero de veces que unaonda completa se repite por segundo (fig. 3).

Para que la corriente circule a travs de una persona, es necesarioque se produzca un contacto con un elemento en tensin.

Esto puede ocurrir si cualquier parte del cuerpo toca directamenteuna instalacin elctrica, o bien, a travs de un elemento conduc-tor como una herramienta, una escalera metlica, etc.

A efectos preventivos, los contactos elctricos se clasifican endirectos e indirectos.

Contactos elctricos directos

Son aquellos en los que la persona entra en contacto con unaparte activa de la instalacin.

Se denominan partes activas al conjunto de conductores y pie-zas bajo tensin en servicio normal. stas incluyen al neutro y alas piezas conectadas a l, y se excluyen las masas cuando estnunidas al neutro para proteger contra contactos indirectos.

Se denominan masas al conjunto de partes metlicas de un apa-rato que, en condiciones normales, estn aisladas de las partesactivas. stas comprenden:

Partes metlicas accesibles de los materiales elctricos.

Armaduras metlicas de cables y canalizaciones.

Conducciones metlicas de gas, agua, etc.

Soportes de aparatos elctricos con aislamiento funcional.

Piezas en contacto con su envoltura exterior.

Ejemplos de contactos directos

En la figura 5.1 se representa un contacto directo entre dos con-ductores activos de una red. La corriente elctrica atraviesa elcorazn, pudiendo provocar la muerte por paro cardaco.

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Tipos de contactos elctricos

Fig.5.1: Contacto indirecto entre dos conductores activos de la red.

El individuo en la figura 5.2 toca con una mano una fase de la redy con los pies el neutro a travs de tierra. La corriente atravesarel cuerpo humano desde una extremidad a la otra, a travs deltronco, con el consiguiente riesgo de paralizacin cardaca

Fig. 5.2: Contacto directo entre fase y neutro.

Si, por avera en el transformador*, una fase de la red conecta atierra, la tensin a la que se somete un individuo que toca una delas fases es aproximadamente la existente entre dos fases (fig. 5.3).

Fig. 5.3: Instalacin sin neutro a tierra.

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Contactos elctricos indirectos

Son aquellos en los que la persona entra en contacto con masas,puestas accidentalmente bajo tensin. Esto puede ocurrir por losmotivos que se ilustran en las siguientes figuras:

La proteccin contra contactos indirectos no se basa en impedir elcontacto entre las masas metlicas, ya que stas deben ser nor-malmente accesibles a las personas. Se establecen otros:

Separacin de circuitos. Empleo de pequeas tensiones cuando sea posible. Doble aislamiento. Conexiones que aseguran la ausencia de diferencia de potencial

al unir elctricamente las masas de los receptores. Puesta a tierra de masas junto con dispositivos de corte por ten-

sin o intensidad de defecto.

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Fig. 6.1: Por un defecto de aislamiento interno. Fig. 6.2: Por un defecto de origen externo.

Fig. 6.3: Por inversin del conductor de proteccincon un conductor activo (en reparaciones).

Fig. 6.4: Por un defecto entre el conductor de protecciny un conductor activo.

Si consideras que has concluido el estudio de esta unidad, intentaresponder a las siguientes cuestiones de autoevaluacin.

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Qu es la toma a tierra y para qu sirve

La proteccin de puesta a tierra es la unin mediante conducto-res de todas las partes metlicas de una instalacin no destina-das a la conduccin de la corriente, con derivacin final a tierra.

Esta conexin limita la tensin accidental en caso de quealguno de los aparatos tenga contacto a masa. As, se ofrece ala corriente un camino controlado y de resistencia mucho msbaja que la del cuerpo humano: se evita que por este ltimocircule una corriente que produzca un efecto perjudicial.

La accin combinada con un interruptor diferencial permitir elcorte de tensin si la corriente de fuga es superior a la sensibili-dad del diferencial (por ejemplo, 20 mA).

Para que la proteccin que ofrece la toma de tierra resulte eficaz,es necesario que la resistencia a tierra sea lo ms baja posible.

ACTIVIDAD 2

Clasifica los siguientes contactos segn sean directos e indirectos:

a. Contacto con interruptores al descubierto.b. Contacto con panel de sealizacin elctrica.c. Contacto con bornes.d. Contacto con carcasa de un motor elctrico.e. Contacto con cables desnudos.

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Cuestiones de autoevaluacin

1 En un contacto elctrico, cul de las siguientes situaciones es ms peligrosa?a. Una corriente de paso de 0,03 A a 220 V.

b. Una corriente de paso de 1,00 A a 125 V.

c. Una corriente de paso de 0,001A a 10 000 V.

o

o

o

2 V F

o o

o o

o o

o o

Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a. La peligrosidad de la corriente elctrica disminuye con sufrecuencia.

b. La tensin de la corriente elctrica determina directamentela gravedad de las lesiones en caso de contactos.

c. La gravedad de las lesiones para una tensin dadadepende de la resistencia del circuito seguido por lacorriente.

d. Si la trayectoria de una corriente de 400 mA atraviesa elcorazn durante 200 ms, provoca una parada respiratoriatemporal.

3 Completa correctamente las siguientes definiciones:

a. Contactos elctricos ............................. son aquellos en los que la personaentra en contacto con una parte ....................................... de la............................. .

b. Contactos elctricos ............................... son aquellos en los que la per-sona entra en contacto con ............................................., puestas.................................... bajo tensin.

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Respuestas a las actividades

a. Zona I: habitualmente ningn riesgo.

b. Zona III: paro cardaco irreversible.

c. Zona II: paro cardaco reversible.

d. Zona I: habitualmente ningn riesgo.

ACTIVIDAD 1R

Son directos los contactos a, c y e, ya que se trata de elementos activosdel circuito, normalmente bajo tensin.

Los contactos b y d, son indirectos, ya que se trata de elementos queen condiciones normales no se encuentran bajo tensin, a no ser pordefecto de aislamiento o causa similar.

ACTIVIDAD 2R

La respuesta correcta es la b.

a. Verdadera.

b. Falsa: es la intensidad que circula por el cuerpo humano ladeterminante de la gravedad de las lesiones.

c. Verdadera.

d. Falsa: dicha combinacin intensidad-tiempo provoca un parocardaco reversible.

La respuesta correcta es:

a. Contactos elctricos directos son aquellos en los que la per-sona entra en contacto con una parte activa de la instalacin.

b. Contactos elctricos indirectos son aquellos en los que la per-sona entra en contacto con masas, puestas accidentalmentebajo tensin.

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1

2

3

Respuestas a las cuestiones de autoevaluacin

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Intensidad decorriente

Resistencia del cuerpohumano

Tensin

Frecuencia

Recorrido

Contacto directo

Contacto indirecto

El cuerpo humano, al ser atravesado por una corriente elctrica secomporta como un conductor. Los factores que determinan losefectos de dicha corriente en el cuerpo humano son:

Combinada con el tiempo de paso, puede producir desde un sim-ple cosquilleo (umbral de percepcin) hasta la muerte por paradacardaca.

Depende del grado de humedad de la piel y de la tensin de con-tacto.

Este parmetro por s mismo no es el causante de daos, sino queunido a la resistencia, determina la intensidad que circular por elcuerpo de un individuo en caso de contacto elctrico.

Al aumentar la frecuencia de una corriente, disminuyen los ries-gos elctricos.

El circuito que recorre la corriente a travs del cuerpo humanodetermina la gravedad del dao. Una misma intensidad decorriente es ms peligrosa si circula a travs del corazn que si nolo hace.

La persona entra en contacto con una parte activa (conductor opieza bajo tensin en servicio normal) de la instalacin.

El individuo contacta con masas puestas accidentalmente bajotensin (una masa es una parte metlica que en condiciones nor-males de servicio est aislada).

Resumen de Unidad

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Notas

Vocabulario

Intensidad: cantidad de cargas que se desplazan en un circuito elctrico.

Resistencia: oposicin que un cuerpo ofrece al paso de la corriente.

Tensin: diferencia de cargos elctricos entre dos puntos.

Transformador: dispositivo que permite variar la tensin de la energa elctrica. Tambinse puede utilizar para aislar dos circuitos elctricos.