Selección de Equipamiento de Protección Personal contra los Efectos Térmicos del Arco Eléctrico

De Construpedia

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Diariamente en todo el mundo se realizan trabajos electrotécnicos durante los cuales existe el riesgo de surgimiento de un arco eléctrico causado por una acción errónea o por razones técnicas. Los efectos que el arco eléctrico pudiera provocar solo pueden ser definidos por anticipado de forma aproximada. También después de su aparición se hace difícil determinarla cantidad de energía liberada, pues muchas veces los datos aportados por los suministradores de corriente en cuanto a la dimensión y del flujo de corriente y a la duración del arco eléctrico son insuficientes. Por otra parte el efecto direccional del arco eléctrico a través del campo magnético provocado por el cortocircuito y el desplazamiento resultante del arco de plasma y de los puntos de salida en un arco eléctrico no pueden ser determinado s con exactitud. Por lo tanto no podrá existir una protección personal que garantice seguridad absoluta contra el arco eléctrico. No obstante es posible reducir las consecuencias del arco eléctrico si se toman las medidas apropiadas.

El riesgo para las personas puede evitarse en primer lugar adoptando medidas técnicas en la instalación eléctrica. Como este tipo de labores recaen dentro de los trabajos de mantenimiento y reparación y dada la cantidad de accidentes causados por arcos eléctricos que se registraban anualmente se decidió convocar el año 1998 un Grupo de Trabajo sobre esta temática.. Después de la valoración de las actividades que a nivel mundial existían en este sector este Grupo de Trabajo decidió ocuparse intensamente en la comparación de los métodos de ensayo existentes para ropa de trabajo utilizada en trabajos electrotécnicos, partiendo de las experiencias y de los primeros resultados de la normalización de los métodos de ensayo.

¿Qué es un arco eléctrico?

Un arco eléctrico es generado por la ionización de gas como consecuencia de una conexión accidental eléctrica entre dos electrodos de diferente potencial, de diferente posición de fase o entre un electrodo y un circuito de tierra; éste puede ser causado por un fallo técnico o por una acción errónea.

En el sector de baja tensión se precisa de la existencia de un cortocircuito galvánico para que se produzca un arco eléctrico, mientras que en el sector de alta tensión basta la no observación de la distancia aérea mínima a las partes que se encuentran bajo tensión para que esto ocurra.

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En función de la intensidad y el tiempo de combustión el arco eléctrico puede provocar efectos fiscos muy variados. Esto resulta de la amplia gama de temperaturas que puede alcanzar un arco eléctrico. Durante un arco eléctrico se alcanzan temperaturas de hasta 10000 ºC y en los puntos de salida pueden llegar hasta 20000 ºC. El material que se encuentra en los puntos de salida del arco electrico se evapora formando un enlace conductor entre los electrodos. Con el aumento del flujo de corriente sigue aumentando la temperatura lo que conduce a la formación de un plasma entre los electrodos.

Un plasma se caracteriza por la ruptura de todos sus enlaces químicos y por el estado ionizado de sus elementos. Por esta razón esta nube de plasma posee una gran agresividad química. La evaporación del metal y el fuerte calentamiento posterior provocan, por dilatación, una expansión de masas que transporta los vapores metálicos y salpicaduras en forma explosiva desde el punto de salida del arco eléctrico. Con el enfriamiento y la reacción con el oxigeno del aire se originan óxidos metálicos que al seguir enfriándose se hacen visible sen forma de humo negro o gris, que luego tiende a depositarse sobre las superficies produciendo una fuerte contaminación por ennegrecimiento de éstas.

Otro efecto físico durante la formación de un arco eléctrico es el gran aumento de presión que en un espacio de tiempo de 5 a 15 ms puede alcanzar un primer valor máximo de hasta 0.3MPa ( aprox 20/30 t/m2). Cuando la onda de presión no puede extenderse sin impedimentos entonces la construcción que la rodea corre peligro de destrucción mecánica., como el desprendimiento de puertas o recubrimientos o el derrumbe de paredes interiores.

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Este súbito aumento de presión con la consiguiente detonación explosiva provoca además niveles acústicos superiores a 140dB que pueden provocar daños en el oído humano.

En función de la intensidad del arco eléctrico la fuerte radiación térmica provoca el incendio y la inflamación de los materiales combustibles que se encuentren próximos. Las salpicaduras metálicas originadas por el arco eléctrico aumentan la posibilidad de incendio.

Por ultimo los productos tóxicos de desintegración que son liberados al producirse el arco eléctrico constituyen un gran peligro par la personas que se encuentran en las proximidades pues junto a las lesiones externas de la piel también pueden provocar, al inhalarse, graves daños en el sistema respiratorio.

Cuando se quieren elaborar medidas preventivas no sólo se le deba dar importancia a la ropa o al equipamiento de protección personal que un accidentado lleve puesto al provocarse el arco eléctrico, también es de interés la distribución de las quemaduras externas. Los estudios realizados en Alemania sobre 61 casos llevo a la conclusión de que los accidentes por arcos eléctricos provocan sobre todo quemaduras en las manos y en la cabeza, incluyendo el cuello, en mas de las dos terceras partes de los accidentes ocurren quemaduras de la mano derecha y en casi la mitad quemaduras en la región facial y del cuello. Pero también los antebrazos se ven dañados frecuentemente frente al resto del cuerpo, como se muestra en la siguiente tabla:

Cabeza 50 %
Brazo derecho 41 %
Mano derecha 67 % %
Brazo izquierdo 34 %
Mano izquierda 56 %
Resto del cuerpo < 10 %

Métodos de ensayo de arco eléctrico

La comparación de los ensayos con ropa no fue posible debido a los diferentes parámetros de ensayo de todos los dispositivos de ensayo analizados a nivel europeo.

Actualmente se emplean principalmente dos métodos de ensayo.

El primer método esta basado en los procedimientos que se describen en CEI61482-1 (método A y B), tanto para materiales textiles como prendas. Como resultado se determina una cifra de valoración que indica en que magnitud los materiales textiles retardantes de llama pueden evitar el transporte de calor hacia la piel (factor de atenuación del calor) Además se determina la incidencia de energía o la energía de paso (energía incidente en kWs/m2) con la cual el material aun puede evitar las quemaduras de segundo grado (valor ATPV) . Como medida se toma la curva de Stoll la cual indica los valores límite de energía par el comienzo de las quemaduras de piel de segundo grado como función del tiempo.

El segundo método está en concordancia con la norma ENV50354, tanto para materiales textiles como prendas. Se basa en un montaje de ensayo y en un circuito de prueba fijos, que posee un atención de 400V ( 50Hz) y la duración del arco es de 500 ms durante el ensayo . La norma define dos clases de materiales y/o prendas, diferenciadas por l a corriente de ensayo:

  • Clase 1: 4 kA
  • Clase 2: 7kA

Las principales diferencias entre los métodos de CENELEC y CEI son:

  • En el ensayo de CENELEC, los criterios par al aprobación o la no aprobación del ensayo están basados en valores predeterminados de intensidad de corriente y de tiempo de duración del arco.
  • En el ensayo de CENELEC los criterios para la aprobación o la no aprobación del ensayo no se basan en valores predeterminados de intensidad de corriente y de tiempo de duración del arco.


Estos dos métodos de ensayo mas utilizados, el método IEC y el método CENELEC, fueron comparados empleando los parámetros que a continuación se mencionan. Estos valores demuestran que los parámetros de corriente prospectiva de ensayo, duración del arco eléctrico y distancia de pruebasde ambos métodos son comparables unos con otro:

- CENELEC: (7KA, 500ms, 300mm - CLASE 2)
- IEC (8KA, 167ms, 300mm - CLASE 2)


En ambos casos se determinó una incidencia de energía de aprox 423 kWs/m2. Para el resto de parámetros (composición de electrodos,........) los valores de comparación correspondiente no se han establecido.

Actualmente se han reformulado estos dos ensayos bajo la norma CEI 61482-1/1 y CEI 61482-1/2, que junto con la de requisitos CEI 61482-2, constituyen la referencia normativa actual bajo formato de norma europea.

El efecto protector de la ropa solo puede ser eficaz cuando la ropa es usada. Muchos accidentes han tenido lugar por no llevar puesta la ropa, porque las chaquetas no estaban cerradas o, por ejemplo, las mangas estaban arremangadas. Las causas de este mal comportamiento se encuentran a menudo en el aspecto ergonómico, por lo que se debe incluir a los trabajadores en el proceso de selección de la ropa realizando pruebas de uso de las mismas.

El efecto inhibidor de la llama de la ropa puede ser anulado rápidamente si se llevan puestas a la vez piezas de ropa fácilmente inflamable. Por esta razón se debe tener en cuenta que la ropa de protección contra la intemperie y el frío, así como la ropa interior, cumplan los mismos requisitos.

Otro problema lo constituye la suciedad de la ropa. Las impurezas y el ensuciamiento pueden reducir e incluso anular las propiedades inhibidoras de llama del material de la ropa. Por esta razón el lavado periódico según alas instrucciones del fabricante es de gran importancia. Cada pieza de ropa debe llevar una etiqueta de acuerdo a la norma EN340 donde se especifique el material y el metodo de lavado remendado. EN la Directiva Europea 89/686 se obliga a los fabricantes a poner a disposición de los usuarios la información sobre el producto que elaboran.

En esta información se especifica la dirección del fabricante, la norma aplicada, la clase de protección, la talla del producto, las instrucciones de lavado y las indicaciones sobre la caducidad. Además cada pieza de ropa debe estar acompañada de un folleto informativo para el usuario. En el mismo se especifica el campo de aplicación, el grado de cumplimiento del producto, las restricciones par el uso, las advertencias y las informaciones para el almacenaje, la limpieza y la conservación.

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