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Riesgos Eléctricos Eduardo Francisco Aguirre Ramos Evidencia: Riesgos Eléctricos, el cual contiene: los principales riesgos eléctricos, medidas preventivas, condiciones para el suministro eléctrico, y requisitos de una instalación eléctrica Universidad Tecnológica de Nayarit Carrera: Ingeniería en Mantenimiento Industrial Materia: Protocolos de Operación y Mantenimiento 7mo Cuatrimestre 19/09/2011

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Protocolos de Operación y Mantenimiento

Tabla de contenido Índice de imágenes ............................................................................................................................................... 2 Introducción............................................................................................................................................................ 3 Los principales tipos de riesgos eléctricos ................................................................................................. 4 Características de los circuitos eléctricos .............................................................................................. 4 Características de los seres vivos .............................................................................................................. 4 Los efectos de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano ...................................................... 5 Localización de riesgos eléctricos ............................................................................................................. 7 Medidas de Prevención ...................................................................................................................................... 7 Contactos eléctricos ........................................................................................................................................ 7 Prevención y protección contra actos eléctricos directos ............................................................. 8 Equipo de seguridad .................................................................................................................................. 9 Prevención y protección contra contactos eléctricos indirectos ................................................. 9 Conexión a tierra ......................................................................................................................................... 9 Sistemas de protección Clase A ........................................................................................................... 10 Sistemas de protección Clase B ........................................................................................................... 10 Condiciones para el suministro eléctrico.................................................................................................. 11 Determinar la capacidad de la subestación eléctrica ...................................................................... 11 Elementos que intervienen ................................................................................................................... 11 Requisitos de una instalación eléctrica ..................................................................................................... 12 Tipos de servicios según CFE (Comisión Federal de Electricidad) ........................................... 12 Instalación monofásica ................................................................................................................................ 12 Instalación Bifásica........................................................................................................................................ 12 Instalación trifásica ....................................................................................................................................... 13 Tipos de servicio ............................................................................................................................................ 13 Hogar .............................................................................................................................................................. 13 Comercio ....................................................................................................................................................... 14 Industrial ...................................................................................................................................................... 14 Material, equipo y sistemas de seguridad............................................................................................ 14 Conclusiones ......................................................................................................................................................... 15

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Índice de imágenes Imagen 1 Ejemplo de un circuito eléctrico básico ................................................................................... 4 Imagen 2 Contacto eléctrico ............................................................................................................................. 4 Imagen 3 Efectos por contactos directos de la energía eléctrica ...................................................... 5 Imagen 4 Recorrido en diferentes posiciones de la energía eléctrica ............................................ 6 Imagen 5 Efectos por contactos indirectos de la energía eléctrica .................................................. 6 Imagen 6 Posibles riesgos eléctricos ............................................................................................................ 7 Imagen 7 Medidas de seguridad ..................................................................................................................... 8 Imagen 8 Medidas de seguridad 2 ................................................................................................................. 8 Imagen 9 Equipo recomendable de seguridad ......................................................................................... 9 Imagen 10 Contactos con conexión a tierra física ................................................................................... 9 Imagen 11 Sistema de protección Clase A ................................................................................................ 10 Imagen 12 Sistemas de protección Clase B .............................................................................................. 11 Imagen 13 Equipos/maquinaria según carga para subestación ..................................................... 11 Imagen 14 Instalación Monofásica .............................................................................................................. 12 Imagen 15 Instalación Bifásica...................................................................................................................... 12 Imagen 16 Instalación Trifásica .................................................................................................................... 13 Imagen 17 Instalación Eléctrica hogareña ............................................................................................... 13 Imagen 18 Instalación eléctrica con cargas balanceadas ................................................................... 14

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Introducción

La energía eléctrica se obtiene a partir de procesos que se originan en saltos de agua (represas) y en Centrales Térmicas. Esta energía se trasmite y distribuye mediante cables eléctricos hasta llegar a nuestras casas y lugares de trabajo. La agricultura, la industria, el comercio y el hogar son directos beneficiarios de esta forma de energía que, entre otras cosas, ahorra importantes esfuerzos físicos. Conoceremos los principales riesgos que existen en el manejo y utilización de esta forma de energía y los medios de control de estos riesgos, colaborando así en la aplicación de estas medidas en la obra. Recordemos que el manejo especializado de las instalaciones eléctricas corresponde a los electricistas; sin embargo, siendo todos usuarios de la electricidad estamos obligados al conocimiento de esta forma de energía, sus beneficios y riesgos.

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Los principales tipos de riesgos eléctricos Características de los circuitos eléctricos Todo circuito eléctrico está formado por una fuente de energía (tomacorriente), conductores (cables), y un receptor que transforma la electricidad en luz (lámparas), en movimiento (motores), en calor (estufas). Para que se produzca esta transformación, es necesario que circule corriente por el circuito. Este debe estar compuesto por elementos conductores, conectados a una fuente de tensión o voltaje (T), y cerrado. Los dispositivos que permiten abrir o cerrar circuitos se llaman interruptores o llaves (l), permitiendo la transformación de la energía eléctrica (L).

Imagen 1 Ejemplo de un circuito eléctrico básico

Características de los seres vivos

Los seres vivos también son conductores de la corriente eléctrica. Al estar expuestos a contactos con cables con tensión o aparatos defectuosos, existe la posibilidad que circule corriente a través del cuerpo humano. Este es el riesgo de electrocución. Para ello deben cumplirse simultánea tres condiciones:

en

forma

1. Que el cuerpo humano sea un buen conductor (lo cual se incrementa con la humedad). 2. Que el cuerpo humano forme parte de un circuito eléctrico. 3. Que el cuerpo humano esté sometido a una tensión o voltaje peligroso (V).

Imagen 2 Contacto eléctrico

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Los efectos de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano La importancia de los efectos de la corriente sobre la salud depende de varias circunstancias, de las cuales destacamos:    

la intensidad de la corriente (I) la resistencia del cuerpo humano al pasaje de la corriente (R) el tiempo que esté sometido el ser humano al contacto eléctrico el recorrido de la corriente por el cuerpo humano.

La corriente que circula por un circuito eléctrico se relaciona con la tensión o voltaje aplicado a ese circuito a través de la llamada Ley de Ohm:

I =V/R

Imagen 3 Efectos por contactos directos de la energía eléctrica

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Imagen 4 Recorrido en diferentes posiciones de la energía eléctrica

Imagen 5 Efectos por contactos indirectos de la energía eléctrica

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Localización de riesgos eléctricos La ubicación de fuentes y conductores, su aislación y señalización, el estado de los distintos elementos y el cuidado con que se usen, son todos elementos a tener en cuenta para la prevención de accidentes por electrocución.

Imagen 6 Posibles riesgos eléctricos

Medidas de Prevención Contactos eléctricos Mencionamos que para que circule corriente por el cuerpo humano, una de las condiciones que deben cumplirse es que éste forme parte de un circuito eléctrico. Se puede formar parte de un circuito eléctrico a través de dos tipos de contactos: a) Contacto directo b) Contacto indirecto

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Prevención y protección contra actos eléctricos directos Los contactos eléctricos directos son aquellos que pueden producirse con partes de un circuito o instalación por los cuales normalmente circula corriente eléctrica. Por ejemplo, cables sin protección aislante, o protección insuficiente al alcance de los trabajadores; cables desnudos próximos a andamios o estructuras, etc. Las medidas de seguridad se orientan hacia el alejamiento de los conductores de los lugares de trabajo manteniendo las distancias de seguridad, utilización de buenas aislaciones eléctricas, o colocando obstáculos que impidan el contacto eléctrico (barreras). Las instalaciones eléctricas que están en la vía pública pueden ser: 

 

De baja tensión (BT), 220 Imagen 7 Medidas de seguridad voltios. Se ubican fuera del alcance de las personas y cubiertas con un material aislante. Las de alta tensión (AT), que están a mayor distancia de personas y vehículos pero no cubiertas con material aislante, salvo en la unión con los soportes (aisladores). También existen instalaciones subterráneas, sobre todo en las zonas urbanas. Estos cables están aislados y tienen una protección mecánica especial. En las obras, las instalaciones eléctricas provisorias deben ser preferentemente aéreas, o protegidas de forma tal que las haga inaccesibles a los contactos directos (p.ej.: subterráneas con cable protegido, en ductos, etc.)

Recordemos que cuando se realicen trabajos con una tensión superior a 32 voltios, debemos emplear las medidas anteriormente mencionadas. Guardaremos distancias de seguridad cuando tengamos andamios o grúas en lugares próximos a redes eléctricas. Si las distancias de seguridad no fueran suficientes, interpondremos una barrera preferentemente aislante. La señalización complementa estas medidas, advirtiéndonos de la existencia de riesgos eléctricos. Al transportar materiales u otros elementos (tubos, escaleras, tablas, etc.) que por su longitud pudieran hacer contacto con cables eléctricos energizados, lo haremos en posición horizontal. Imagen 8 Medidas de seguridad 2

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Equipo de seguridad

Imagen 9 Equipo recomendable de seguridad

Prevención y protección contra contactos eléctricos indirectos Los contactos eléctricos indirectos son aquellos que se pueden producir con elementos metálicos que, por error en la instalación eléctrica o defectos en el aislamiento pueden estar en contacto con partes con tensión (que pueden “dar corriente”) Conexión a tierra La corriente eléctrica tiende a pasar por el camino que le ofrece menos dificultad (menos resistencia). Por otro lado, la corriente eléctrica tiene una gran afinidad con la tierra. Puede ocurrir que exista una falla de aislación en el circuito eléctrico de una máquina. En este caso, la tensión o voltaje se traslada a las carcasas metálicas que la rodean. Para evitar que el camino más fácil que siga la corriente sea nuestro cuerpo al tocar la parte 9

Imagen 10 Contactos con conexión a tierra física

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metálica, se hace una conexión a una toma de tierra, por donde circulará la corriente. Para ello las máquinas a conectar deben contar con las fichas adecuadas y los toma corrientes dispondrán del correspondiente contacto. Si el tomacorriente o la máquina no tienen un conductor de protección que los conecte a tierra, este trabajo debe realizarlo exclusivamente el electricista. Esta conexión debe ser continua, permanente y adecuada para conducir la corriente en caso de falla. Sistemas de protección Clase A

Reducen el riesgo por sí mismos impidiendo el contacto entre masas y elementos conductores y haciendo que los contactos no sean peligrosos.

Imagen 11 Sistema de protección Clase A

Sistemas de protección Clase B Se consideran como sistemas activos y desconectan o cortan la alimentación cuando se detectan condiciones peligrosas, asegurando la desconexión de la instalación en un tiempo lo más rápido posible. 

Diferencial

Aparato de protección que es obligatorio colocar en todas las instalaciones y que tiene como misión interrumpir el circuito cuando se produzca una derivación evitando de esta forma cualquier accidente de las personas. 

Puesta a tierra

Para evitar una descarga eléctrica se exige que todos lo equipos con partes metálicas disponga e conexión para toma de tierra. Identificada por los colores AMARILLO/VERDE.

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Imagen 12 Sistemas de protección Clase B

Condiciones para el suministro eléctrico Determinar la capacidad de la subestación eléctrica Uno de los problemas importantes a resolver en el proyecto de instalaciones eléctricas lo constituye la determinación de la capacidad de la subestación eléctrica, o dicho con más propiedad, del transformador o transformadores que la constituirán. Este aspecto no sólo involucra problemas de índole técnico, sino también de tipo económico, ya que puede ocurrir que por desconocimiento del problema se dimensione la subestación en forma limitada o se sobredimensione; lo que en cualquier caso constituiría un factor que afectaría. Elementos que intervienen Carga instalada Es la suma de las potencias nominales de los aparatos y equipos que se encuentran conectados en un área determinada de la instalación y se expresa generalmente en KVA o KW

Imagen 13 Equipos/maquinaria según carga para subestación

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Densidad de carga Es el cociente de la carga instalada y el área de la instalación considerada, se expresa en KVA/m2 y para los propósitos de planeación de una instalación eléctrica se dan tablas con valores estimados típicos para cierto tipo de instalaciones eléctricas, en particular industriales. Una vez calculada la carga y/o capacidad que deberá soportar la subestación eléctrica, se deberá seleccionar los tipos de transformadores así como la instalación completa de la subestación.

Requisitos de una instalación eléctrica Tipos de servicios según CFE (Comisión Federal de Electricidad)  

Aéreo: aquel donde los cables conductores de electricidad deberán pasar por postes para llegar al lugar de servicio Subterráneo: donde los cables conductores de electricidad deberán pasar por instalaciones subterráneas (debajo de la tierra).

Instalación monofásica Es aquella que en un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por una única corriente alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje varía de la misma forma. Usada normalmente en hogares y oficinas pequeñas.

Imagen 14 Instalación Monofásica

Instalación Bifásica Es aquella que en un sistema de producción y distribución de energía eléctrica basada en dos tensiones eléctricas alternas desfasadas en su frecuencia 90º. En un generador bifásico, el sistema está equilibrado y simétrico cuando la suma vectorial de Imagen 15 Instalación Bifásica

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las tensiones es nula (punto neutro) que ocurre cuando las tensiones son iguales y perfectamente desfasadas 90º Usada normalmente en hogares, negocios y algunas pequeñas industrias.

Instalación trifásica

Imagen 16 Instalación Trifásica

Es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Tipos de servicio Todo lo anterior debe estar normado según la Comisión Federal de Electricidad, este varía según sea el tipo y uso de la instalación, ya que por esa razón deberá de ser el tipo de instalación. Uno de los requerimientos que CFE o cualquier otro eléctrico debería tener en claro es el tipo de servicio que el edificio tendrá, estos se clasifican en : 1. Hogar 2. Comercio 3. Industrial Hogar Siendo el más común dado que es el que tenemos en nuestras casas que van desde monofásico hasta bifásico ya que en algunos hogares modernos se instalan aparatos de mayor capacidad y consumo.

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Imagen 17 Instalación Eléctrica hogareña

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Comercio Este se usa en la mayoría de los comercios pequeños y medianos, al igual que en los hogares usan monofásico y bifásico, pero cuando se requiere de un comercio más grande, como por ejemplo: un restaurant, un hotel pequeño, lavandería, etc. Se instala en ocasiones un sistema trifásico. Industrial Por su nombre, este sistema se instala en las industrias no solo de manufactura, también de transformación alimenticio, ya que la mayoría de las maquinarias y equipos requieren de grandes cantidades de energía eléctrica así como seguridad en la continuidad de este mismo.

Material, equipo y sistemas de seguridad Una vez identificado el sistema el cual se va a instalar se deberá identificar el material y las herramientas con las cuales se va a instalar, cables de diferente calibre, conectores, sistemas de seguridad las cuales vimos en páginas atrás, así como ir posicionando los diferentes equipos y/o maquinara dentro del edificio o área para nivelar cargas.

Imagen 18 Instalación eléctrica con cargas balanceadas

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Conclusiones En esta investigación se mostraron las características que presentan los riesgos eléctricos, y las medidas de prevención y protección aplicables así como condiciones de suministro y requisitos de instalación eléctrica. Vimos que los contactos eléctricos se clasifican en directos e indirectos. Las medidas de protección contra los contactos directos se orientan a la aislación (aumento de la resistencia), colocación de obstáculos (barreras) y alejamiento de las fuentes de tensión (mantenimiento de distancias seguras). Estas medidas se aplican en formas independientes y/o simultáneas, dependiendo de los casos. Las medidas de protección contra los contactos indirectos se orientan a la utilización de la instalación de puesta a tierra de las carcasas metálicas asociadas a interruptores diferenciales, a la utilización de equipos y máquinas con doble aislamiento y a la utilización de las bajas tensiones de seguridad (24 V o 32V), entre otras medidas. Estas medidas generales se aplican luego a trabajos concretos, ya sea como usuario en general de la energía eléctrica, independientemente del puesto de trabajo, o como electricista de obra. Todas estas anteriores deben seguirse para una correcta instalación eléctrica y manejo. Cabe señalar que los requisitos para la instalación eléctrica varía según la zona y el tipo, ya sea para sistema hogar, comercial o industrial, estas están normadas por la Comisión Federal de Electricidad (CFE).

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