Embed Size (px)
Citation preview
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
Principios de protección contra los arcos eléctricos Cumplimiento de las normas de seguridad eléctrica
Por Lic. Alejandro M. Llaneza y Randell B. Hirschmann
Artículo publicado en Junio de 2002y actualizado en Mayo de 2007
En los últimos tiempos hemos visto un gran número de
avances en lo que respecta a estándares de seguridad
eléctrica. En los EE.UU. y Canadá estos estándares cubren
virtualmente a todos los trabajadores de la electricidad.
Afortunadamente para los trabajadores en Latinoamérica,
nuestros países han comenzado a adoptar dichos estándares.
El objetivo de los mismos es crear un ambiente de trabajo
más seguro. A lo largo del país, todos los días somos testigos
de explosiones de arco eléctrico (relámpagos y ráfagas de
arco); las estadísticas muestran que en los EE.UU. suceden
entre 5 y 10 arcos eléctricos por día, reportándose entre 1 y
3 muertes diarias.
Desgraciadamente, detrás de
cada una de esas explosiones
de arcos eléctricos encon-
tramos historias trágicas
de discapacidades, familias
destruidas y vidas desperdi-
ciadas. Desde la perspectiva
del empleador, no se trata de
un problema hipotético, sino
un problema real que va a
hacer estragos en su cuenta
bancaria debido a los costos
médicos, de rehabilitación,
capacitación, paros de producción, así como también proba-
bles multas onerosas provenientes de organizaciones como
OSHA en los EE.UU. (similar a STPS - Secretaria de Trabajo y
Previsión Social, en México) y otras en todo el mundo.
Hay 7 ideas sencillas que debemos tener en cuenta durante la creación de un programa de protección contra los arcos eléctricos:
1. El trabajador: El trabajador mismo es un elemento clave
del programa de seguridad de una compañía. El electricista
debe estar calificado para llevar a cabo el trabajo que le or-
denan realizar. La norma NFPA 70E dice: “Sólo se permitirá
que las personas calificadas trabajen en los conductores o
parte de circuitos eléctricos que han sido puestos en una
condición de trabajo eléctricamente segura”. Es decir que el
trabajador posea suficiente conocimiento y capacitación para
desarrollar la actividad porque, en esto, poco conocimiento
puede resultar muy peligroso. Si la tarea se encuentra más
allá de la capacidad del trabajador, estará poniendo en peli-
gro su vida, las vidas de sus compañeros, el equipo eléctrico
y la producción de su empresa.
2. Prácticas de trabajo: Es evidente que el empleador no
desea poner en riesgo a sus empleados. Es muy importante
minimizar los peligros potenciales a los que su personal se
ve expuesto. Se deben establecer una serie de procedimien-
tos o reglas de trabajo que los electricistas deben acatar. Los
siguientes son algunos ejemplos:
Trabajar en • sistemas desenergizados
Utilizar los • elementos de seguridad adecuados (herramientas aisladas, guantes aislantes, etc.)
Implementar • un Programa de Candado – Etiqueta
Tener procedimientos de emergencia por accidentes • eléctricos, entre otros.
3. Evaluación del peligro: La NFPA 70E exige que todos
los empleados que trabajan con electricidad realicen una
evaluación del peligro de cualquier labor que implique más
1
A R T Í C U L O D E D I F U S I Ó N N º 3 A Ñ O 2 0 0 8
IESRCwww.IESRC.com
de 50 voltios, y en donde haya posibilidades de un incidente
por arco eléctrico. El objetivo de la evaluación del nivel de
energía por arco eléctrico es establecer el nivel de peligro al
que se encuentra expuesto el empleado mientras realiza su
labor. Como resultado de este análisis, el empleador podrá
proveer a sus empleados un EPP (Equipo de Protección Per-
sonal) con el nivel de protección adecuada, además de poder
aplicar reingeniería para reducir estos niveles de peligro. El
análisis del potencial peligro consta de un levantamiento de
datos del sistema eléctrico, la información sobre el equipo
donde se realizará la tarea específica, para luego evaluarla
mediante fórmulas de NFPA 70E y la IEEE 1584. La siguiente
información es la necesaria para una evaluación simplificada
de cada potencial peligro de relámpago de arco eléctrico:
Corriente de Arco: •Corriente de falla de corto circuito monofásico en el equipo donde se va a trabajar (amperios).
Abertura del Arco:• La distancia entre fase y tierra (pulgadas).
Tensión del Equipo:• El voltaje del equipo que vamos a analizar (voltios).
Distancia de Trabajo: • Distancia mínima entre el punto en el equipo donde se generaría la falla por arco eléctrico y el trabajador (pulgadas).
Duración del Arco: • Consultar las curvas de coordinación de protecciones de sobre corriente del circuito seleccionado y para el valor de falla indicado en el punto #1, determinar el tiempo que tarda en operar la protección respectiva para interrumpir la falla y este tiempo será la duración del arco eléctrico (en ciclos).
Conociendo el nivel de voltaje, es sen-
cillo identificar la clase de aislamiento ade-
cuada para cada trabajo a realizarse. Los
guantes de hule funcionan como aislante
del choque eléctrico (y potencial electro-
cución). Estos deben tener suficiente
aislamiento para resistir la conducción
de electricidad desde la fuente, a través
del cuerpo del trabajador, hasta tierra. Si
el electricista está trabajando en un sistema
con un voltaje de alimentación de 480 voltios (CA), unos
guantes “Clase 00” son los adecuados basados en ASTM
D120. Sin embargo, si se está trabajando en un sistema
con aproximadamente 17kV (CA), serán necesarios unos
guantes “Clase 2”. Cuanto más elevada sea la graduación de
los guantes, mayor será la capacidad de aislamiento. Si la
protección es insuficiente o inexistente, la energía va a pasar
a través del cuerpo del trabajador. Según la cantidad de cor-
riente, podrá recibir una pequeña descarga, una quemadura
grave o morir electrocutado.
La selección de la clase de los guantes aislantes es fácil,
sólo hay que mirar una tabla con valores predeterminados.
Por el contrario, la identificación de un nivel adecuado de
traje para la protección contra los relámpagos de arco es
más compleja. Los guantes se utilizan como aislantes para
prevenir un choque eléctrico, mientras que la indumentaria
(uniformes, trajes, protección facial, entre otros) los prote-
gerá del peligro con mayor incidencia, los arcos eléctricos.
La indumentaria que se usa es un aislante del calor, de la
energía termal, que genera esta terrible descarga explosiva
provocada por el arco. Esta energía se mide en calorías, o
más específicamente, calorías por centímetro cuadrado. Para
visualizarlo, podemos pensar en un encendedor. La punta de
un dedo mide aproximadamente 1 centímetro cuadrado. Si
sostenemos un encendedor de cigarrillos a 2,5 cm. del dedo
índice y lo encendemos, veremos que difícilmente podremos
mantenerlo durante mucho tiempo. En 1 segundo, el dedo
recibió aproximadamente 1 cal/cm². Si no pudo mantener el
dedo por un tiempo tan corto con una exposición de 1 caloría,
imagínese 8, 40 o 95 calorías.
Lo más probable es que la exposición de 1 a 2 cal/cm² pro-
vocará en la piel humana una quemadura de segundo grado.
Una explosión de arco eléctrico y su energía termal no deben
tomarse a la ligera. Incluso 2 o 3 calorías, un nivel fácilmente
alcanzable con un servicio de 220 voltios, deben tratarse con
el debido respeto.
2
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
IESRCwww.IESRC.com
La cantidad de corriente disponible, es una variable im-
portante que determina la cantidad de energía termal del
relámpago de arco. Si no se está generando la energía en el
lugar, se debe contactar al departamento de ingeniería del
servicio público local (el servicio que provee electricidad al
lugar en donde se llevan a cabo las tareas) y preguntar sobre
la corriente disponible en las instalaciones. Para ilustrar este
punto podemos utilizar una simple analogía: su hogar.
En el sótano quizás tenga un panel eléctrico de 100 ampe-
rios. Sin embargo, en la calle hay líneas de alta tensión, que
transportan 2.000 amperios, para proveer electricidad no
sólo a su casa sino también otros hogares de la misma calle.
Si ocurriera un arco eléctrico dentro de su panel eléctrico, el
primero consumiría la mayor parte de los 2.000 amperios que
se encuentran en su calle. Tomará toda la energía que pueda
encontrar y la liberará en forma de una explosión de arco.
Lo mismo puede ocurrir en sus instalaciones. Si la empresa
de servicios públicos local está proveyendo electricidad a sus
instalaciones, potencialmente toda la electricidad que circula
por la calle podría atraerse para formar un arco. Es cierto
que el equipamiento general, la iluminación y los equipos
de las oficinas disminuyen la cantidad de energía disponible
para generar el arco, sin embargo es muy difícil o imposible
cuantificar la reducción. A menudo es más fácil incluir la total
cantidad de corriente disponible en los cálculos, en lugar de
“adivinar”. En el peor de los casos se sobreestimarán los
peligros y el nivel de protección se calculará tomando el peor
peligro potencial.
La energía incidente del relámpago de arco que se mide en
cal/cm², puede ser calculada para cada caso específico a
través de los siguientes recursos:
A. Solicitar un programa para su computadora, llamado
Duke Power Heat Flux Calculator, que le permite hacer
un análisis de manera rápida y económica, aunque no
tan preciso como debería ser. Una copia de este pro-
grama de distribución gratuita y su guía en español está
disponible solicitándolo a [email protected]
B. Adquirir y capacitarse en el uso de programas informáti-
cos (aplicaciones) que se comercializan en el mercado,
los cuales tienen muchas otras opciones de estudios y
son más precisos en sus resultados cuando estos son uti-
lizados correctamente. Entre éstos existe el SKM, Easy-
Power y EDSA entre otros.
C. La opción más recomendada para realizar los primeros
estudios de análisis de peligros eléctricos en sus instala-
ciones, es la contratación de una compañía con amplia
experiencia previa en la realización de estudios de re-
lámpago de arco eléctrico. Para obtener más información
acerca de compañías especializadas que cuenten con ex-
periencia demostrable, puede dirigirse a NFPA 70E Infor-
mation, a través del correo [email protected]
Al realizar el análisis de riesgo, es importante tener en
cuenta la famosa frase de computación: “Basura adentro,
basura afuera”. Es muy importante comenzar los cálculos
con números razonables, datos precisos de su sistema. Si
ingresa en sus cálculos números irreales, el resultado no
será representativo de los peligros reales y no se estará pro-
tegiendo al personal de la manera adecuada. Lo indicado
es realizar la evaluación con números razonables, inclusive
considerar el mayor peligro potencial, a fin de garantizar que
se ha diseñado un factor de seguridad para los empleados.
4. Una protección mayor que el peligro: Utilizando una
analogía con el fútbol, si queremos que nuestro equipo salga
victorioso, debemos contar con una defensa que sea mejor
que los atacantes del otro equipo. A fin de proteger a los
empleados, se debe garantizar que la protección que están
utilizando sea mayor (una indumentaria con nivel de protec-
ción mayor) que el arco que podría generarse en el trabajo
que están realizando. Nadie querría utilizar un chaleco antiba-
las diseñado para calibres pequeños y luego recibir disparos
de un arma de grueso calibre. Ya que es muy probable que
una persona en esa situación no sobreviviría, porque a pesar
de estar utilizando un chaleco antibalas, éste no brindaría la
protección adecuada frente a los altos calibres. De la misma
manera, tampoco es adecuado utilizar protección contra arcos
3
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
IESRCwww.IESRC.com
eléctricos si la misma se encuentra por debajo del potencial
peligro de exposición. El resultado de la protección inadecua-
da será quemaduras graves y la potencial muerte.
5. Capas: Se ha avanzado mucho sobre la idea de proveer
diferentes capas de protección. El objetivo se basa en agre-
gar valor a la protección que ofrecen diferentes capas en la
indumentaria (como la protección que brinda el espacio de
aire entre las capas) a fin de crear un sistema de protección
que iguale o supere al peligro. Comúnmente, los uniformes
de algodón resistente a la llama (RLL) o los uniformes in-
herentemente resistentes a la llama (IRLL) que utilizan los
empleados pueden brindar una protección desde 4 a 15 cal/
cm². Si le agregamos un traje IRLL de 15 cal/cm², la lógica
indicaría que tendríamos cerca de 25 cal/cm² de protección.
Sí… ¡pero no es así! El cuerpo tendrá aproximadamente 25
cal/cm² de protección mediante la combinación de la indu-
mentaria de trabajo con el traje contra arcos, pero no se está
utilizando indumentaria de trabajo en la cabeza. La capucha
sería la única protección para la cabeza, en este caso de
15 cal/cm². Si el empleado se ve expuesto a una explosión
de arco de 25 calorías, el cuerpo estará protegido, pero su
rostro y cabeza sufrirán terribles quemaduras. Es extrema-
damente importante estar protegido de pies a cabeza con
un nivel superior de protección en cal/cm², que la del poten-
cial peligro. La medicina moderna es maravillosa y a veces
puede hacer milagros; sin embargo, tiene limitaciones en
cuanto a la reparación de un rostro después de quemadu-
ras. Los fabricantes de equipos de protección personal para
arcos eléctricos, especialmente aquellos que trabajan con
materiales IRLL, pueden darle mayor información sobre qué
combinaciones o sistemas se pueden utilizar en su programa
de EPP para arcos eléctricos.
6.SuperficieCubierta: ¡Si no
está cubierto, no está protegido!
Algunos empleados caen en la
tentación de utilizar sólo una
chaqueta o una capucha, o una
chamarra sin pantalones. Esto no
sólo es poco inteligente, también
va en contra de lo que NFPA 70E
exige. Un peligro que supera las
8 calorías exige el uso de una
capucha y una vestimenta que
cubra todo el cuerpo. Por debajo
de este nivel, la indumentaria
de trabajo RLL y un protector
facial especialmente diseñado
y probado para arcos eléctricos
serán suficientes. Si analizamos
los protectores faciales, éstos
son simplemente eso: protec-
ción para el rostro. No son dis-
positivos de protección para la
cabeza, sólo protegen el rostro
(esta medición en pruebas de
laboratorio ASTM F2178 es rea-
lizada con los sensores termales
en maniquíes; para ojos, boca y debajo de la barbilla). Se
puede considerar el uso de pasamontañas cuando se utiliza
un protector facial en niveles menores a 8 calorías, a fin de
brindar protección al resto de la cabeza. Sin embargo, la
NFPA 70E exige capuchas por encima de las 8 calorías.
7. Indumentaria: No toda la protección para arcos eléctri-
cos es igual. La NFPA 70E y ASTM F1506 exigen que toda la
indumentaria para arco eléctrico establezca su grado de pro-
tección en una etiqueta, expresado en ATPV. Esto establece
que el fabricante de la indumentaria ha realizado pruebas
de la tela con la que está hecha la prenda y ha determinado
que la tela brinda un nivel específico de protección contra la
energía termal de una explosión de arco. Siempre se debe
buscar el nivel de protección contra arcos eléctricos (ATPV).
4
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
IESRCwww.IESRC.com
Si la indumentaria no tiene una graduación contra arcos,
entonces NO brinda protección contra arco eléctrico.
Existe un estándar de prueba, ASTM F2178, que se con-
sidera el más importante. Esta exige que los fabricantes de
capuchas y protectores faciales realicen pruebas sobre estos
productos. Este estándar se desarrolló para garantizar que
a las capuchas se les otorgue su nivel de protección según
su punto más débil. Los fabricantes deben llevar a cabo un
mínimo de 20 pruebas sobre el producto vendido. La capu-
cha ya no se analizará por la protección que ofrece la tela,
sino por el desempeño del producto completo. Poco a poco
la industria está haciendo estas pruebas. Antes de adquirir
cualquier EPP para arcos eléctricos, uno debe asegurarse
que éste haya sido aprobado bajo las últimas versiones de
las siguientes normas y estándares NFPA 70E, ANSI Z87.1,
ASTM F1506, F1959, F1958 y F2178. Un duden en solicitar
los resultados de pruebas y/o certificados del fabricante si
fuera necesario.
Para finalizar, cabe mencionar que la protección que no es
usada de la manera adecuada no brindará la protección espe-
rada. Si la chaqueta no está cerrada o la capucha es dejada
en el piso, el usuario seguramente sufrirá quemaduras ante la
exposición a un arco; a pesar de todo el conocimiento, la ex-
periencia, las bien intencionadas evaluaciones de peligro por
parte de los empleadores y del gasto en indumentaria para
arcos. Por eso, es sumamente importante tener en cuenta
durante la creación de un programa de protección contra la
formación de arcos eléctricos, la participación y capacitación
de todo el personal involucrado en las tareas a evaluar. No
sólo determinar qué protección se debe utilizar en cada tarea,
sino que además se les debe demostrar él por qué de esto.
El trabajo del electricista es una labor peligrosa. De hecho,
según un trabajo reciente del Departamento de Estadísticas
del Trabajo de EE.UU., los electricistas tienen la cuarta pro-
fesión más peligrosa y representan el 25% de las fatalidades
de la industria. Aun así, si se toman las debidas precau-
ciones, adecuadas medidas de ingeniería y procedimientos
de trabajo, y si se utiliza el EPP adecuado y se capacita al
personal según NFPA 70E y otras normas y procedimientos,
las quemaduras provocadas por una exposición a arcos eléc-
tricos pueden minimizarse o incluso prevenirse. Sus esfuer-
zos rendirán frutos sobre la moral de los empleados y en las
finanzas de la compañía.
Por Alejandro M. Llaneza y Randell B. Hirschmann
Sobre los autores:
El Lic. Llaneza es especialista en administración de riesgos eléctricos, desarrollo e investigación de elementos de seguridad eléctrica (EPP contra arcos eléctricos, herramientas aisladas, etc.), consultor, instructor, educador en seguridad y elementos de seguridad para la industria en general. Autor y colaborador en artículos especializados y ensayos para revistas y portales de la industria, redactor de normas, estándares y procedimientos de Seguridad Eléctrica, Implementaciones de la Norma NFPA 70E, Programas Integrales de Seguridad Eléctrica y Programas de Elementos de Seguridad para corporaciones / compañías privadas y gubernamentales de
la industria en el ámbito mundial. Traductor, Conferencista, Seminarista e Instructor Oficial de la National Fire Protection Association (NFPA), para la norma NFPA 70E en Latinoamérica. Director y Consultor Principal del Equipo de Ingenieros Especialistas en Implementaciones de la Norma NFPA 70E para Latinoamérica.
Randell Bouton Hirschmann, Presidente y Miembro del prestigioso Grupo de Investigación & Desarrollo de Productos de Oberon Company. Experto en seguridad industrial, protección facial especializada y Equipos de Protección Personal contra arcos eléctricos. Miembro de una familia con más de 65 años de experiencia en la industria de la seguridad industrial.
Este artículo fue publicado en el NFPA Jour-nal Latinoamericano® en su edición del mes de Junio de 2002. Agradecemos los esfuer-
zos que realiza dicha publicación, los cuales redundan en beneficio de toda la industria en su conjunto.
5
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
IESRCwww.IESRC.com
Lic. Alejandro M. Llaneza, Director General y Consultor Principal de IESRC. Compañía especializada en la implanta-ción de las normas NFPA 70E y 70B, que a través de estudios de ingeniería, consultoría y capacitación asiste a numerosas compañías a lo largo de todo el continente americano. Con oficinas en USA, México y Sudamérica. [email protected]
NFPA 70E Informationwww.nfpa70e.info
USA
59 Monadnock St., Office 6
Dorchester, MA, 02125
Tel. (001) 617-314-6201
Fax (001) 617-848-8171
14781 Memorial Dr.
Office # 1465
Houston, TX, 77079
Tel. (001) 617-314-6201
Fax (001) 617-848-8171
México
Nicolás Bravo 212,
Colonia Atasta
Villahermosa, Tab, 86100
Tel./Fax (052) 993-161-5752
Tel. (052) 993-318-0539
Chile
Valle de la Luna 702
Villa La Pradera
Copiapó
Tel. (56) 9-82144251
.
Una empresa que posee una organización
que aprende, cuenta con un valor muy
apreciado y necesario en la actualidad. Es
aquella que cuenta con liderazgo sensible
y capaz de reconocer los desafíos que se
enfrentan, identificar e implementar las
soluciones y con capacidad para adoptar
una nueva cultura organizacional, rom-
piendo costumbres, mitos y paradigmas.
Actualmente todas las empresas enfren-
tan desafíos de mercado, tecnológicos, de
seguridad y confiabilidad que ponen a
prueba sus resultados y por tanto su
permanencia.
Es ahora cuando se requiere generar los
cambios necesarios que le permitan supe-
rar obstáculos y permanecer.
Es así como avanzan las empresas.
Estos artículos llegan a usted por cortesía de IESRC en el marco de su Campaña de Concientización. Tienen el único propósito de contribuir a la difusión de la seguridad eléctrica, para aumentar el nivel de conocimiento de la comunidad y reducir las amenazas que a diario ponen en riesgo a los trabajadores y la propiedad. Para su reproducción total o parcial solicitar autorización a [email protected].
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
IESRCInternationalElectrical Safety & ReliabilityConsultants
