Grupo # 5Protección frente a la electricidad

Introducción a la electricidad

La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí

las distintas partes de la materia.

La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento (la corriente) como en estado de reposo (la estática).

La energía eléctrica es limpia ¡¡¡

La energía eléctrica es limpia y precisamente esta ventaja es al mismo tiempo un inconveniente para protegernos de sus peligros, ya que la electricidad no se ve, ni se oye, ni se huele.

Conceptos básicos

Intensidad

Voltaje o Diferencia de potencial

Resistencia eléctrica

Es la oposición que ofrece un material a que los electrones se desplacen a través de él.

Se denomina intensidad eléctrica a la cantidad de carga que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo

Es la diferencia en el nivel de carga que existe entre los extremos de un conductor, de tal manera que se puede producir un flujo de electrones desde el extremo que tiene mayor carga negativa hasta el de menor carga.

Electricidad estática

Es la electricidad de fricción por ser esta la forma más conocida para producirla, aunque no es la única forma de hacerlo

Origen de cargas estáticas

La forma más común de generación de la electricidad estática es por roce, por lo que en cualquier equipo que tenga partes o piezas en movimiento se generará,

Tipos de cargas :

Cargas por fricción: Se transfiere gran cantidad de electrones porque la fricción aumenta el contacto de un material con el otro.

Cargas por contacto: Se da entre dos cuerpos, donde uno tiene mayor carga que el otro, ambos materiales por tanto quedaran igualados en cargas.

Cargas por inducción: Se transfiere carga de un cuerpo previamente cargado de electricidad a otro cargado neutralmente, sin necesidad de entrar en contacto ambos cuerpos.

Problemas que causan las cargas estáticas

El principal problema de las cargas estáticas no está en la generación de estas, sino más bien en la magnitud del potencial que puede alcanzar

La chispa eléctrica y su mecanismo

La chispa se da cuando la fuerza del campo eléctrico supera la fuerza dieléctrica del aire. Esto puede causar un rápido incremento del número de electrones e iones libres en el aire 

El mejor ejemplo de una “chispa” natural, es la caída de un rayo. En este caso, la diferencia de potencial entre una nube y el suelo, o entre dos nubes, es de cientos de millones de voltios.

Efecto de la electricidad estática sobre el cuerpo humano

El efecto fisiológico de las descargas electrostáticas en seres humanos varía desde una picazón incómoda hasta acciones reflejadas en forma violenta. Se trata de efectos producidos por la corriente de descarga y, en especial, por la densidad de corriente en la piel.

Fuentes potenciales de generación de cargas estáticas en una planta industrial

- Circulación de fluidos (líquidos, gases, nieblas, polvos suspendidos, etc.), por tuberías, filtros, rodetes, boquillas, etc.- Movimiento de correas, cinta transportadora y otros elementos sólidos.- Movimientos de vehículos con ruedas aislantes.- Movimiento de personas con suelas aislantes.- La transferencia simultánea de dos fases, como por ejemplo el bombeo de una mezcla de hidrocarburos/ agua o hidrocarburos/aire.- El arrastre o la sedimentación de sólidos en un líquido.- La decantación de dos líquidos no miscibles.- El flujo ascendente de burbujas de gas a través de un líquido.

Capacidad de los materiales y fluidos para acumular o disipar cargas estáticas

Cualquier material aislador o cuerpo conductor que está aislado de la tierra, puede acumular una carga estática.

La secuencia triboeléctrica es una lista de materiales dispuestos en un orden determinado.Frotando dos materiales de la secuencia el que esté en la posición mas alta se cargara positivamente, mientras que el que se sitúe mas abajo se carga negativamente. Ademas cuanto mas separados estén los materiales en la tabla mas intensa es su electrización .

Factores que influyen en la acumulación de cargas estáticas

- Partes metálicas de la planta aisladas.- Personal con calzado aislante.- Materiales no conductores.- Líquidos a granel.- Polvos a granel.- Nubes de niebla o polvo.

Eliminación de cargas estáticas generadas en el proceso

Existen varias formas de eliminar la acumulación de carga estática:

A.-) Mediante puenteo o conexión eléctrica entre las superficies que se cargan

- Humidificación del aire por encima de un 70% de humedad relativa.- Neutralización eléctrica mediante un campo eléctrico de alto voltaje.- Ionización del aire mediante llama por material radioactivo.

B.-) Mediante puesta a tierra mediante la superficie que se carga.

- Conexión eléctrica fija (instalaciones, equipo, estructuras) o temporal a una red conductora que termina en una pica introducida en la tierra o en el mar.

- Recolección de cargas desde elementos móviles (correas de transmisión, telas, papeles, bobinas) mediante peines o colectores estáticos que a su vez están conectados a una red de puesta a tierra.

Beneficio :

3.3.1 Métodos para eliminar las cargas estáticas

A.-) Conexión a tierra de equipos, tanque, llenados de cisternas y recipientes

Para eliminar las cargas estáticas en equipos, como: Bidones, camiones cisterna, depósitos, bombas para bidones y otros en zonas peligrosas, se debe:

> Conectar a tierra por contacto con un suelo adecuado, teniendo cuidado con los recubrimientos, soportes, patas o ruedas aislantes.

> Si la resistencia del suelo es variable o incierta utilizar un cable extensible y pinza.

B.-) Reductores de cargas estáticas

Es la primera medida que debe emprenderse en la prevención electrostática

> Para reducir la cantidad de cargas generadas por superficies que entran en contacto

> Reducir la tasa de flujo entre materiales

> Debe ponerse de relieve que al reducir la velocidad de deslizamiento o de flujo no sólo se disminuye la generación de cargas, sino que también se ayuda a disipar cargas que pudieran haberse generado

C.-) Tiempo de relajación

Es una medida del tiempo que toma la carga en disiparse del líquido cargado cuando el líquido se llena un recipiente de metal conectado a tierra. El tiempo varía según el producto. En realidad es el tiempo en segundos para eliminar el 63 por ciento de la carga.

Peligro de la electricidad alterna y continúa

Una de las ventajas de la corriente alterna es su relativamente económico cambio de voltaje. Ademas, la perdida inevitable de energia al transportar la corriente a largas distancias es mucho menor que con la corriente continua .

Peligro de la electricidad alterna y continúa

- Contracción muscular (tetanización) - Parálisis respiratoria - Fibrilación ventricular- Parada cardiaca.

Efectos de paso de la corriente por el cuerpo

La utilización de la corriente eléctrica supone siempre unos riesgos para las personas. Los efectos que la corriente eléctrica puede producir sobre el cuerpo humano son principalmente:

Según el tiempo de exposición y paso de la corriente eléctrica, pueden producirse lesiones graves, como: asfixia y quemaduras, paro cardiaco e inclusive la muerte.

Pueden darse por: - Contacto directo - Contacto indirecto

Accidentes por contacto directo:- Pueden provocar electrocución.- Quemaduras y embolias.- Paro cardiaco.- Tetanización.- Fibrilación ventricular

Accidentes por contacto indirecto:- Accidentes por una desviación de la corriente de su trayectoria normal.- Riesgos secundarios por caídas luego de una electrocución.- Quemaduras o asfixia, consecuencia de un incendio de origen eléctrico.

Efectos de la electricidad en función del voltaje y de la resistividad del cuerpo

En días calurosos y húmedos la resistencia del cuerpo baja. La resistencia que ofrece al paso de corriente varía según los órganos del cuerpo que atraviesa.La resistencia del cuerpo varía con la tensión aplicada por el contacto.

Factores que intensifican el contacto y efecto eléctrico

Son varios los factores que influyen en la gravedad de los efectos del paso de la corriente por el organismo:

Frecuencia (hertzios): La superposición de la frecuencia al ritmo nervioso y circulatorio puede producir espasmos y fibrilación ventricular.

Intensidad (miliamperios): A mayor intensidad las consecuencias son más graves como veremos más adelante.

Resistencia corporal (ohmios): La piel es la primera resistencia al paso de la corriente y gran parte de la energía eléctrica es usada por ella produciendo quemaduras pero evitando lesiones profundas más graves.

Tiempo de contacto: Junto con la intensidad, el factor más importante que condiciona la gravedad de las lesiones.

Recorrido de la corriente: La gravedad de las lesiones aumenta cuando la corriente pasa a través de los centros nerviosos y órganos vitales, como el corazón o el cerebro.

Valores de la resistencia humana ante la electricidad

Como puede ver de este gráfico, las condiciones mojadas o sudadas pueden ser mucho más peligrosas que condiciones secas porque el agua y el sudor disminuyen la resistencia a la electricidad, que se permite fluir más corriente eléctrica a través del cuerpo cuando una persona está electrocutada o descargada.

Quemaduras por corriente eléctrica

Los tipos de quemaduras en una planta más comunes son:Eléctricas -Arco eléctricoContacto térmico Las quemaduras eléctricas son el resultado del flujo de corriente, a través de los tejidos o los huesos.

Lesiones por quemadura causada por un arco eléctrico son:- Son ocasionadas por fuentes de altas temperaturas.- Son profundas y lentas en cicatrizar.- Involucran grandes áreas del cuerpo.- La distancia de separación del arco eléctrico determina la severidad/gravedad.

Protección frente a riesgos de electrocución

La electrocución ocurre cuando una persona recibe una descarga eléctrica de bastante corriente eléctrica hasta que muere. Esto es debido a las cantidades grandes de la corriente eléctrica que fluyen a través del cuerpo que pueden causar ambos lesiones graves internas y externas.  Las posibilidades de estar electrocutado aumentan cuando trabaja alrededor del agua , cuando una persona suda o si una persona no lleva la ropa de protección apropiada. 

Sistema de protección contra riesgos de electrocución

- Puesta a tierra en todas las masas de los equipos e instalaciones. - Instalación de dispositivos de fusibles por corto circuito. - Dispositivos de corte por sobrecarga. - Tensión de seguridad en instalaciones de comando (24 Volt). - Doble aislamiento eléctrico de los equipos e instalaciones. - Protección diferencial.

Aislamiento e importancia de la puesta a tierra

La importancia de la puesta a tierra se resume de la siguiente manera: - Es la puesta a tierra cuyo objetivo es proteger a las personas contra los riesgos derivados de contactos con partes conductoras que, estando no sometidas normalmente a tensión.- Asegurar el correcto funcionamiento del equipamiento eléctrico y permitir un correcto y confiable funcionamiento de la instalación.- Permite la descarga a tierra de una corriente de falla a tierra.- Mantiene los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad y asegura la actuación de los sistemas de protección en el tiempo adecuado, de vista de la seguridad de las personas y del equipamiento.- Mantiene un potencial de referencia en algún punto del sistema eléctrico o electrónico.

Protección y actuación frente a contacto eléctrico

Protección

La educación acerca de la electricidad y el respeto hacia ella son fundamentales. Asegurarse de que todos los aparatos eléctricos estén correctamente diseñados, instalados y en buen estado de mantenimiento puede ayudar a evitar lesiones eléctricas tanto en el hogar como en el trabajo.

Actuación

El tratamiento consiste en apartar a la persona de la fuente de corriente eléctrica, restaurar el ritmo cardíaco y la respiración mediante la reanimación cardiopulmonar si fuese necesario, y tratar las quemaduras y otras lesiones que puedan haberse producido.

Protección de instalaciones frente a descargas atmosféricas y tormentas eléctricas

La primera medida a tomar es interceptar la trayectoria del rayo y conducirlo a lo largo de un conductor de baja resistencia, con el fin de que no se recaliente y que no produzca elevados niveles de voltajes durante la descarga

Descargas atmosféricas “Rayos”

. Los efectos secundarios de un impacto de rayo directo o cercano a una instalación incluyen; la carga electrostática del pulso electromagnético y los pulsos electrostáticos, las corrientes de tierra y el voltaje transitorio.

Tormentas eléctricas

Las tormentas eléctricas presentan una gran amenaza a los equipos o instalaciones, por tal motivo la importancia de la protección de las instalaciones es primordial, es un fenómeno natural que no podemos controlar, pero si podemos evitar sus daños.

Sistema de pararrayos sobre el mástil

Es un dispositivo formado por una o más barras metálicas unidas entre sí y terminadas en punta, conectadas con la tierra, o con el agua, mediante conductores metálicos. El objetivo del pararrayo es de atraer un rayo y conducirla hasta tierra, de tal modo de que no cause daños a los sistemas electrónicos e instalaciones.

Sistema de pararrayos sobre el mástil

Los pararrayos

A considerar

Normas generales sobre electricidad

- No manipular cualquier instalación eléctrica si no está capacitado y autorizado para ello

- Llevar la vestimenta adecuada para poder manipular alguna operación con la electricidad.

- No realices nunca reparaciones en instalaciones o equipos con tensión. Asegúrate y pregunta primero.

- Si los cables están gastados o pelados, o los enchufes rotos se corre un grave peligro, por lo que deben ser reparados de forma inmediata.

- Presta atención a los calentamientos anormales en motores, cables, armarios…Notifícalo.

- No utilizar herramientas que no tenga el aislamiento adecuado cuando manipules electricidad, si es así notifícalo.

- Cualquier acceso o recinto de servicio y envolventes de material eléctrico, estará solo permitido a los trabajadores autorizados.

Limpieza de equipos eléctricos

Su finalidad es conservar la instalación eléctrica en la condición adecuada. El mantenimiento puede ser :

preventivo (es decir, de manera periodica, para evitar paradas y mantener el equipo en condiciones de trabajo normal)

Correctivo es decir,el realizado para (sustituir piezas defectuosas).

El trabajo de mantenimiento preventivo se clasifica en dos categorías de riesgo:

Trabajo que implica el riesgo de descarga eléctrica ,en que deben observarse los procedimientos aplicables al trabajo con tensión y al trabajo en la proximidad de partes activas.

Trabajo en que el diseño del equipo permite realizar algunas operaciones de mantenimiento sin necesidad de aplicar procedimientos completos de trabajo con tensión.

Trabajo de mantenimiento correctivo :

Implica tomar en cuenta los siguientes factores

Personal: El personal que vaya a realizar el trabajo deberá tener la calificación adecuada (0 bien recibirá formación suficiente), y contara con las herramientas e instrumentos apropiados de medición y prueba.

Trabajo de reparación: Consta de las fases siguientes: localización del fallo; arreglo del fallo y/o sustitución de componentes; nueva puesta en servicio de la sección reparada de la instalación. Cada una de estas fases exige procedimientos específicos.

Trabajo de sustitución: En general, la sustitución de fusibles en instalaciones de alta tensión deberá ser realizada sin tensión. La sustitución de fusibles será efectuada por trabajadores calificados que observen los procedimientos de trabajo adecuados. La sustitución de lámparas y piezas desmontables, como motores de arranque, se llevara acabo sin tensión.

Trabajos con tensión sobre áreas con aparatos eléctricos

El trabajo con tensión es el que se realiza dentro de una zona en que hay paso de corriente. Se aplicaran medidas protectoras ideadas para prevenir descargas eléctricas, áreas y cortocircuitos.

Para ello debe haber :

Formación y calificación:

Deberán aplicarse programas específicos de formación para desarrollar y mantener la capacidad de los trabajadores calificados o formados para desempeñar trabajos relacionados con la tensión.

Mantenimiento de las calificaciones:

la capacidad de realizar trabajos con tensión deberá ser mantenida mediante la práctica o nueva formación.

Técnicas de trabajo:

En la actualidad, hay tres técnicas reconocidas, que se distinguen para su aplicabilidad a diferentes tipos de partes activas y por el equipo necesario para prevenir descargas eléctricas, arcos y cortocircuitos:

- Trabajo con pértiga (trabajo a distancia);- Trabajo con guantes aislantes (trabajo en contacto),- Trabajo con manos desnudas (trabajo a potencial).

Cada técnica exige preparación, equipo y herramientas diferentes, y la elección de la técnica más adecuada dependerá de las características del trabajo en cuestión.

Trabajos sin tensión sobre áreas con aparatos eléctricos

Las prácticas de trabajo siguientes garantizarán que las instalaciones eléctricas en el lugar de trabajo permanezcan sin tensión mientras dure la actividad laboral. A menos que haya contraindicaciones claras, las prácticas deberán aplicarse en el orden que se indica.

Desconexión completa: La sección de la instalación en la cual se haya de ejecutar el trabajo deberá ser aislada de todas las fuentes de suministro de corriente, y asegurada contra la reconexión.

Seguro contra reconexión: Todos los dispositivos cortacircuitos utilizados para aislar la instalación eléctrica durante el trabajo deberán ser desactivados

Verificación de que la instalación está inactiva:

La ausencia de corriente deberá ser verificada en todos los polos de la instalación eléctrica del lugar de trabajo o lo más cerca del mismo que sea posible.

Puesta a tierra y en cortocircuito:

En todos los lugares de trabajo de alta tensión y en algunos de baja tensión, todas las partes en que se vaya a trabajar deberán ser puestas a tierra y en cortocircuito después de haber sido desconectadas.

Reglas de oro de la Seguridad :

Gracias