trabajo -arco electrico
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ARCO ELÉCTRICO
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Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................1
I. GENERALIDADES.....................................................................................................................2
II. MARCO TEÓRICO..............................................................................................................3
1. CONCEPTO DE ARCO ELÉCTRICO Y SUS FENÓMENOS ASOCIADOS..................................3
2. NATURALEZA DEL ARCO....................................................................................................5
3. PRINCIPALES CÓDIGOS Y NORMAS...................................................................................5
NFPA 70E-2009 Norma sobre seguridad eléctrica en los lugares de trabajo
(Standard for Electrical Safety in the Workplace)...............................................................6
IEEE 1584-2002 Guía para el cálculo de los riesgos derivados del arco eléctrico
(Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations)........................................................8
4. CAUSAS DEL ARCO ELÉCTRICO..........................................................................................9
a. Las causa evolutivas.....................................................................................................9
b. Las causas mecánicas.................................................................................................10
c. Las sobretensiones.....................................................................................................10
III. ESTUDIO DE ARC FLASH........................................................................................................11
1. RIESGOS DEL ARQUEO DE UNA FALLA............................................................................14
2. PROBABILIDAD DE SOBREVIVIR......................................................................................14
3. ESTIMACIÓN DEL RIESGO TÉRMICO ASOCIADO AL ARCO ELÉCTRICO............................15
4. RECOMENDACIONES PARA LA PREVENCIÓN Y PROTECCIÓN FRENTE AL ARCO
ELÉCTRICO..............................................................................................................................16
IV.CONCLUSIONES..............................................................................................................17
V. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................................18
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INTRODUCCIÓN
Al analizar el riesgo asociado a la utilización de la energía eléctrica se piensa de forma
inmediata en el riesgo de contacto eléctrico, ya sea de forma directa o indirecta. Sin
embargo, en baja tensión es relativamente frecuente minusvalorar otro riesgo
importante asociado a esta forma de energía, el arco eléctrico.
En el año 2010 un 4,3% de los accidentes mortales que se produjeron en el país se
debieron a “contacto con corriente eléctrica o fuego”, elevándose este porcentaje hasta
el 10% en el sector de la industria.
Según el National Safety Council de los Estados Unidos, organización no
gubernamental y sin ánimo de lucro dedicada desde 1913 a actividades relacionadas
con la protección de la salud, la mayoría de los ingresos hospitalarios que se producen
en ese país relacionados con la energía eléctrica son debidos a quemaduras por arco
eléctrico y no a electrocuciones, atendiéndose cada año a más de 2000 personas en
los centros especializados de quemados.
Las escasas medidas de protección personal utilizadas en la actualidad en la mayoría
de las actividades de riesgo realizadas, unido al desconocimiento general de los
puntos y tareas con mayor nivel de riesgo, hacen de los trabajadores expuestos a
éstos un colectivo especialmente vulnerable, y aunque la frecuencia de estos
accidentes no es muy alta, la gravedad de sus consecuencias hace necesaria la
mejora de las medidas preventivas definidas para este tipo de trabajos
I. GENERALIDADES
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El aire tiene propiedades aislantes respecto a la conducción de la corriente eléctrica.
Sin embargo, si la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos separados por aire
una cierta distancia es lo suficientemente grande, puede superarse la rigidez
dieléctrica del mismo, permitiendo pasar la corriente a través de él. En ese momento
se produce el denominado arco eléctrico, una especie de “salto” de la corriente
eléctrica a través del aire desde un elemento conductor a otro.
En un arco eléctrico pueden producirse temperaturas de miles de grados centígrados,
temperaturas capaces de fundir los elementos metálicos, normalmente de cobre,
existentes en sus proximidades. Tras generarse el arco, se produce una dilatación
súbita del aire (explosión) que proyecta los metales fundidos (a modo de metralla) a
distancias que pueden alcanzar varios metros.
Fig. Arco electrico
II. MARCO TEÓRICO
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1. CONCEPTO DE ARCO ELÉCTRICO Y SUS FENÓMENOS ASOCIADOS
Un arco eléctrico es una descarga disruptiva generada por la ionización de un medio
gaseoso (por ejemplo, el aire) entre dos superficies o elementos a diferente potencial.
El arco es un fenómeno caótico (es decir, no lineal y fuertemente dependiente de las
condiciones iniciales), complejo (depende de muchos factores como el medio físico
donde se produce, la intensidad de corriente o la forma y materiales de la instalación
eléctrica en tensión) y que puede originarse, tanto por un fallo técnico como por un
error humano (caída de herramientas, maniobra inadecuada, etc.). Los estudios
técnicos, recomendaciones y guías de seguridad eléctrica actuales, establecen la
necesidad de evaluar el riesgo asociado al arco eléctrico, en trabajos en o próximos a
instalaciones, donde existan tensiones superiores a 250 V (tanto en alterna como en
continua), bajo ciertas circunstancias.
Cuando tiene lugar un arco eléctrico, se produce un flujo de cargas eléctricas y una
gran liberación de energía y sustancias peligrosas, entre las que cabe destacar:
Energía térmica , produce gran aumento de temperatura en las inmediaciones del
arco.
Onda de presión , que produce destrucciones mecánicas sobre las instalaciones y
daños físicos sobre los trabajadores.
Gases tóxicos y metralla , debida a las altas temperaturas que se alcanzan durante
el arco.
Radiaciones electromagnéticas , principalmente ultravioleta (UV) e infrarroja (IR).
Las principales guías y recomendaciones de seguridad eléctrica, relacionan los
parámetros eléctricos de una instalación, con los valores de energía calorífica
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incidente sobre los trabajadores, es decir, se centran en los riesgos térmicos
asociados al arco. No obstante, cada vez existen más estudios, que cuantifican el
resto de riesgos asociados al fenómeno de arco, como son los riesgos oculares o
auditivos.
Un arco eléctrico o el arqueo de una falla es un flashover de corriente eléctrica a
través del aire en los equipos eléctricos con un conductor vivo expuesto a otro o a
tierra. El Arc Flash es peligroso debido a la exposición excesiva de calor y serios
daños por quemaduras causadas por el arqueo de una falla en los sistemas eléctricos.
El arco eléctrico produce intenso calor, explosiones sonoras y ondas de presión. Se
tienen temperaturas extremadamente altas, intenso calor radiante, puede quemar la
ropa y causar severas quemaduras que pueden ser fatales.
2. NATURALEZA DEL ARCO
El arco eléctrico produce algunas de las mayores temperaturas conocidas que ocurren
en la tierra, alrededor de 35,000 grados Fahrenheit. Esto es cuatro veces la
temperatura superficial del sol. El intenso calor del arco causa la expansión súbita del
aire. Esto resulta en una explosión con muy alta presión del aire. Todos los materiales
conocidos son evaporizados a esta temperatura. Cuando los materiales son
evaporizados, estos se expanden en volumen (Cobre - 67,000 veces; Agua – 1670
veces). La explosión puede propagar el metal derretido en el aire a mayores distancias
con gran fuerza.
En la siguiente figura se muestra el arco eléctrico en entre dos terminales y se
describen cada consecuencia al ocurrir dicho arco.
Figura No. 1. El arco Eléctrico
3. PRINCIPALES CÓDIGOS Y NORMAS
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En el ámbito europeo, no existe ninguna norma técnica que recoja métodos para
estimar el riesgo térmico al que se expone un trabajador cuando se produce un arco
eléctrico.
Actualmente, se está trabajando en la inclusión de dichos aspectos en la norma
europea EN 50110, sobre explotación de instalaciones eléctricas.
Existen dos normas norteamericanas, que se pueden citar como las principales
herramientas para analizar y evaluar los riesgos térmicos asociados al arco eléctrico:
NFPA 70E-2009 Norma sobre seguridad eléctrica en los lugares de trabajo
(Standard for Electrical Safety in the Workplace)
La NFPA (National Fire Protection Association) es un organismo americano, que se
creó en 1896, y que se encarga de elaborar normas y recomendaciones para la
prevención y la protección de los lugares de trabajo. Entre las normas que elabora se
encuentra la norma NFPA 70E. El arco eléctrico, fue incluido por primera vez, como
un riesgo eléctrico más a evaluar, en la quinta edición (1995). En su versión actual
(octava edición, 2009), la evaluación y análisis del arco eléctrico, se detallan en el
apartado 130.3 y anexo D. Este anexo establece métodos para calcular la energía
calorífica incidente sobre los trabajadores expuestos a este fenómeno y ofrece
recomendaciones para la selección y uso de equipos de protección individual (EPI)
que deben portarse dentro de la “Zona de peligro frente al arco”, que queda
delimitada a partir del “Limite de protección frente al arco” (Flash Protection Boundary
(FPB), en su terminología anglosajona). Fig. 1.
Figura 1.
Esta norma resalta, que si tras tomar todas las medidas preventivas y de protección,
el riesgo térmico residual dentro de la zona de trabajo, presenta un valor energético
igual o superior a 40 cal/cm2, no se recomienda la realización de trabajos en tensión,
en dicha zona.
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La norma NFPA-70E, editada por la National Fire Protection Association recoge
diferentes pautas para la realización segura de tareas eléctricas en los lugares de
trabajo, permitiendo entre otras cosas:
1) Determinar en función de las características intrínsecas de la instalación la
categoría del riesgo asociado.
2) Determinar la distancia de protección ante un arco eléctrico.
3) Seleccionar el tipo de EPI más adecuado en función de la categoría del riesgo
existente.
4) Señalizar los diferentes puntos de riesgo de una instalación en base al nivel de
riesgo existente en los mismos.
Determinación de la categoría de riesgo (categorías de menor a mayor riesgo 0,
1, 2, 2*, 3, 4).
Para determinar la categoría del riesgo existente en un punto determinado de una
instalación, la norma ofrece dos posibilidades:
A. Realizar un estudio de arco eléctrico según los métodos de cálculo recogidos en
la norma.
B. Determinar, en función de la tarea realizada, el nivel de riesgo utilizando las
tablas recogidas en la propia norma (método limitado para tensiones máximas de
240V, en circuitos alimentados por un solo transformador de una potencia inferior
a 125kVA y cumpliendo el resto de condiciones recogidas en la norma).
La norma indica además que el estudio de arco eléctrico debe ser realizado en todo
proyecto de instalación, realizándose una revisión del mismo siempre que se
produzcan modificaciones en las instalaciones y en periodos mínimos de 5 años.
Distancia de protección ante arcos eléctricos. En aquellos casos en los que no se ha
realizado un estudio de arco eléctrico, la distancia de protección (distancia hasta la
que pueden producirse quemaduras de segundo grado en caso de producirse un
arco eléctrico) puede ser estimada.
La norma fija para instalaciones con tensiones comprendidas entre 50 y 600V, con cc
máximas de 50kA y tiempos de apertura de las protecciones eléctricas máximos de
0,033 segundos, una distancia mínima de protección de 1,21 m. Por tanto, cuando
sea necesario realizar trabajos a distancias del punto de posible generación del arco
inferiores a esta distancia mínima de protección, deberá previamente determinarse la
categoría del riesgo e implantarse medidas preventivas para evitar los daños
derivados del mismo.
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Selección de la ropa de protección adecuada.
Una vez conocida la categoría del riesgo la norma permite mediante el uso de tablas
seleccionar la ropa de protección más adecuada al mismo.
Además, la ropa utilizada no deberá estar ajustada al cuerpo, deberá cubrir todas las
partes del mismo expuestas y deberá proteger también contra el riesgo de contacto
eléctrico en función de la tarea realizada.
Es necesario destacar que el uso ropa de protección adecuada tal vez no evite
totalmente los daños derivados de un arco eléctrico, pero si limitará el grado del daño
a “lesiones curables”.
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IEEE 1584-2002 Guía para el cálculo de los riesgos derivados del arco eléctrico
(Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations)
Esta norma elaborada por el IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
proporciona métodos muy potentes para el cálculo de la energía calorífica incidente
sobre los trabajadores. Tal es la importancia de dichos métodos, que también están
recogidos en la propia norma NFPA 70E-2009. El uso de las ecuaciones recogidas
en esta norma está más extendido que las que recoge la norma NFPA 70E, ya que
aunque son más complejas (utilizan más variables de la instalación en estudio), su
ámbito de aplicación es más amplio y sus resultados más precisos.
4. CAUSAS DEL ARCO ELÉCTRICO
Un arco eléctrico se define como un tipo de explosión eléctrica, debida a un
cortocircuito sostenido en el tiempo a través del aire ionizado. Este es causado por
una rápida liberación de energía debido a una deficiencia en el aislamiento eléctrico
entre una parte energizada y otra a otro potencial (falla entre barras, falla a tierra,
fallas fase-neutro). Un arco eléctrico se genera generalmente a partir de un error en la
manipulación de los sistemas eléctricos o bien por la falla en los aislamientos
eléctricos en un punto determinado de un sistema eléctrico.
En el momento de un arco eléctrico, las temperaturas pueden alcanzar hasta
20.000ºC. Esta descarga repentina de energía tiene la capacidad de destruir barras de
cobre o aluminio (usadas generalmente para la distribución de energía) hasta su fase
de vaporización. El resultado es un aumento brusco del volumen de los materiales
contenidos en en el aire (explosión), la explosión de arco, estimada en una expansión
de 40.000 a 1. Una explosión de arco puede devastar todo a su paso, produce los
niveles de sonido superiores a 120 dB, y puede crear una metralla mortal durante su
ocurrencia
Las causas de aparición de un arco de defecto en una instalación pueden clasificarse
en tres categorías:
- Las causas evolutivas
- Las causas mecánicas
- Las sobretensiones
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a. Las causa evolutivas
Son consecuencia de un debilitamiento progresivo de la resistencia de aislamiento
entre fases o entre fases y masa. Este debilitamiento puede ser consecuencia de
depósitos que, si se produce una condensación o un estado higrométrico
excepcional, pueden provocar la formación de un punto de resistencia superficial tal
que puede abrirse una brecha en la superficie del aislante.
La elevación de la temperatura en un punto próximo a otro defectuoso puede inducir
a la descomposición y la carbonización progresiva de los aislantes cercanos, lo que
puede ser el origen un arco de defecto, inicialmente entre fases o entre fase y masa
y después degenerar en un defecto trifásico
b. Las causas mecánicas
Se deben a la intervención de un elemento conductor ajeno a la propia estructura de
la instalación. Este es el caso de intervenciones inadecuadas del personal de
mantenimiento; no siempre se respetan estrictamente las normas que fijan las
precauciones a tomar en caso de actuaciones en partes bajo tensión.
c. Las sobretensiones
Algunas sobretensiones de valor elevado producen descargas en cuadros
correctamente diseñados e instalados. Sin embargo, estos casos excepcionales se
pueden producir especialmente en baja tensión. En las redes de baja tensión pueden
encontrarse sobretensiones que alcanzan los 8 ó 10 kV. Provienen de la transmisión,
por la capacidad de los transformadores de media tensión a baja tensión, de
sobretensiones «normales» que aparecen en media tensión, por ejemplo, al cortar la
corriente magnetizante de un transformador en vacío.
Pero resumidamente y en forma clara el arco puede ser iniciado por las siguientes
causas:
Impurezas y Polvo
Las impurezas y polvo en la superficie del aislamiento pueden proporcionar un
camino para la corriente, permitiendo un flashover y creando la descarga del arco
a través de la superficie. Esto puede desarrollar un mayor arqueo.
Corrosión
La corrosión de los equipos puede proporcionar impurezas en la superficie del
aislamiento. La corrosión también debilita el contacto entre las terminales de los
conductores incrementando la resistencia de contacto a través de la oxidación u
alguna otra contaminación corrosiva.
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La condensación del vapor y el goteo del agua pueden crear un camino en la
superficie de los materiales aislantes. Esto puede crear un flashover a tierra y la
intensificación del potencial del arco de fase a fase.
Contactos Accidentales:
El contacto accidental con la exposición de las partes vivas puede iniciar el arco
de una falla.
Caída de Herramienta
La caída accidental de la herramienta puede causar un cortocircuito momentáneo,
produciendo chispas e iniciando el arco.
Sobre-Voltajes a través de espacios estrechos:
Cuando el espacio de aire entre conductores de diferentes fases es muy estrecho
(debido a la mala calidad o al daño de los conductores), el arco puede ocurrir
durante los sobre-voltajes temporales.
Falla de los materiales aislantes.
El arco eléctrico también es causado por lo siguiente:
- Utilización o diseño inapropiado del equipo.
- Procedimientos de trabajo inapropiados.
III. ESTUDIO DE ARC FLASH
El análisis de un estudio de Arc Flash debe ser realizado en asociación con los
estudios de cortocircuito y de coordinación de protecciones, ya que ambos estudios
aportan la información necesaria para realizar el análisis de los riegos del Arc Flash.
Los resultados del análisis de los riesgos del Arc Flash son usados para identificar el
límite de protección de flasheo y la energía incidente en las distancias de trabajo
asignadas a través de cualquier punto o nivel en el sistema de generación eléctrica,
transmisión, distribución.
Otra de las utilizaciones de los resultados obtenidos del análisis del Arc Flash, es
especificar el adecuado equipo de protección personal (PPE por sus siglas en inglés),
el cual debe ser del tipo y calidad para proteger todas las partes del cuerpo que estén
expuestas al Arc Flash. Dicho (PPE) está conformado por ropa resistente a la flama,
casco, protector para cara, lentes, guantes y zapatos de seguridad. En las figuras 4, 5
y 6 se muestran algunos equipos de protección personal.
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El cálculo de los riesgos de Arc Flash es realizado mediante diversos métodos. El
método elegido puede estar basado en la información disponible, volúmenes de
cálculo de trabajo, la necesidad de precisión, la disponibilidad y la calidad del
programa del Arc Flash. Cualquier método empleado, requiere que lo realice personal
calificado, el cual debe darse cuenta de las limitaciones que el método contiene, con la
finalidad de obtener los mejores resultados. Los métodos para el análisis son de
acuerdo a lo establecido por las siguientes normas:
NFPA 70E
IEEE Standard 1584
Con el estudio de Arc Flash y el adecuado dimensionamiento del equipo de protección,
se pueden evitar siniestros, tales como quemaduras fatales que propiciarían un
periodo largo de recuperación del personal afectado y en su caso hasta la muerte;
significando perdidas humanas, económicas y de producción para la empresa, además
de sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión. El uso de equipo
de protección personal, tal vez no garantice la exposición a las altas temperaturas y
los daños por las explosiones, pero si reduce las quemaduras a grados considerados
curables.
En las figuras 2 y 3 se muestran ejemplos de eventos ocurridos del Arc Flash.
Figura No.2. Arc Flash en panel.
Ejemplos de eventos de Arc Flash ocurridos en un panel directamente frente a un
trabajador.
Este sufrió quemaduras de tercer grado, quemándole el 28 % del cuerpo. Teniendo
significantes perdidas de la vista, del oído y del olfato.
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Figura No.3.4
Ejemplo de cicatrices en una persona, causada por quemaduras debido a la ocurrencia del
Arc Flash, en un circuito de bajo voltaje.
Figura No. 4 Ropa resistente a la Flama. (a) Chamarra; (b) Overall; (c) Traje completo.
Figura No. 5. Cascos
Figura No. 6. Guantes y Botas de Protección
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1. RIESGOS DEL ARQUEO DE UNA FALLA.
Algunos de los riesgos del arqueo de una falla son las siguientes:
Calor
Quemaduras fatales pueden ocurrir cuando la victima se encuentra a varios metros
del arco. Serias quemaduras son comunes a una distancia de 3 metros.
Objetos
La extensión del arco produce la caída de pequeños objetos metálicos a alta presión.
La explosión puede penetrar el cuerpo.
Presión
La onda de presión de la explosión puede lanzar a los trabajadores a través del
cuarto, noqueándolos. La presión en el pecho puede ser mayor a 2000 lb2ft.
Ropa
La ropa es quemada a varios metros. El área de la ropa, puede ser quemada más
severamente que la piel expuesta.
Pérdida auditiva por explosión sonora.
El sonido puede tener una magnitud hasta de 140 dB a una distancia de 60.96 cm
del arco.
2. PROBABILIDAD DE SOBREVIVIR
La siguiente tabla muestra la probabilidad de sobrevivir de una persona de acuerdo a
su edad y porcentaje de quemaduras en el cuerpo.
Tabla No. 1. Porcentajes de Sobre Vivencia en las Personas de Acuerdo a su Edad
Explicación: Una persona tiene posibilidad de sobrevivir al 100% si se encuentra en el
rango de edad de 20-29.9 años y si sólo sufrió quemaduras del 25%. Una persona de
edad avanzada, por ejemplo si tomamos el rango de 50-59.9 años, sólo tiene la
probabilidad de sobrevivir del 60%, si en su caso sufrió quemaduras del 50%. Esto
quiere decir, a mayor edad y con un porcentaje alto de quemaduras, menor será la
probabilidad de sobrevivir.
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3. ESTIMACIÓN DEL RIESGO TÉRMICO ASOCIADO AL ARCO ELÉCTRICO
El apartado 130.3 de la NFPA 70E-2009 recomienda el procedimiento de la figura 2,
para la estimación del riesgo térmico asociado a un arco eléctrico, al que puede verse
expuesto un trabajador, en o en la proximidad de una instalación eléctrica en tensión.
Cálculo de la energía calorífica incidente sobre un trabajador
La energía calorífica incidente durante un fenómeno de arco eléctrico, se puede
calcular siguiendo las dos etapas que se presentan en la figura 2.
1ª Etapa: Seleccionar un método de cálculo
Una vez identificadas las características de la instalación y del trabajo a realizar, se
selecciona el método NFPA 70E o IEEE 1584, en base a sus ámbitos de aplicación
(ver tabla 1).
Si dicha instalación o condiciones de trabajo, no se ajustan a ninguno de los ámbitos
de aplicación de dichos métodos, o no se puede recopilar toda la información
necesaria para aplicar los mismos, se puede utilizar un método genérico, basado en el
estudio de Ralph H. Lee, para trabajos en o en la proximidad de aparamenta eléctrica
al aire libre.
2ª Etapa: Aplicar el método seleccionado
Seleccionado un método, en las tablas 2 a 4, se detallan las expresiones para el
cálculo de la energía incidente, de cada uno de dichos métodos.
Tabla 1. Ámbito de aplicación de diferentes métodos de cálculo de la energía calorífica
asociada a un arco eléctrico
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4. RECOMENDACIONES PARA LA PREVENCIÓN Y PROTECCIÓN FRENTE AL
ARCO ELÉCTRICO
Cuando los niveles de energía calorífica incidente sobre el trabajador, se encuentren
dentro del rango de 1,2 – 40 cal/cm2, será necesario tomar medidas preventivas frente
a los riesgos asociados al arco. Como se comentó anteriormente, para niveles de
energía iguales o superiores a 40 cal/cm2, no se recomienda realizar trabajos dentro
de dicha zona y para niveles de energía inferiores a 1,2 cal/ cm2, no existe riesgo de
quemaduras de segundo grado.
Considerando todos los parámetros que influyen en el cálculo de la energía calorífica
incidente sobre un trabajador, se observa que se puede disminuir dicha energía
actuando sobre alguno de los siguientes elementos:
Disminuir la tensión de la instalación.
Disminuir la corriente del arco eléctrico.
Disminuir la duración del arco eléctrico.
Aumentar la distancia al arco eléctrico.
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Excepto el primero de los parámetros (tensión de una instalación eléctrica), sobre el
que es muy difícil actuar, existen dos categorías de medidas de prevención y de
protección: las que intentan disminuir la energía del arco (actuando sobre la corriente o
sobre la duración de éste) y las que intentan aumentar la distancia del trabajador a la
fuente del arco.
Para la selección de dichas medidas frente a los riesgos asociados al arco eléctrico, se
deben seguir los principios jerárquicos establecidos en el art. 15 de la LPRL(7),
debiendo primarse siempre las medidas en origen y de protección colectiva, frente a
las individuales. En los fenómenos de arco, es aún más importante seguir este
proceso jerárquico, ya que existen muchos fenómenos asociados al arco, cuyo riesgo
no se ha cuantificado, y sólo las medidas en origen, que eliminen la energía inicial del
arco, pueden asegurar una adecuada protección de la salud y seguridad de los
trabajadores expuestos a dichos fenómenos.
IV. CONCLUSIONES
El arco eléctrico es uno de los principales riesgos a los que se ven expuestos los
trabajadores de instalaciones eléctricas. Cuando se produce un arco, se desencadena
una fuerte liberación de energía y se producen muchos fenómenos diferentes.
Actualmente, el riesgo térmico asociado al arco, es el riesgo en el que más se ha
avanzado y sobre el que se han planteado más medidas preventivas.
En la evaluación frente a los riesgos térmicos asociados al arco, es fundamental
establecer dos elementos: la zona de peligro frente al arco, a través del “límite de
seguridad frente al arco” (FPB) y una estimación de la energía calorífica incidente
sobre los trabajadores dentro de dicha zona.
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V. BIBLIOGRAFÍA
Páginas Web
http://es.scribd.com/
https://www.navarra.es/NR/rdonlyres/EF1224A4-E797-4B30-9ED7-
E04C53A3F829/226031/FTP40ArcosElectricos.pdf
http://www.funken.com.mx/activosfunken_base/Analisis%20del%20Arco
%20Electrico.pdf
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/NTP/NTP/Ficheros/
891a925/904w.pdf
http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/electrica-ingenieria/analisis-de-
sistemas-de-potencia-ii/2014/i/guia-5.pdf
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