Arco Eléctrico
Un arco eléctrico es un cortocircuito donde la corriente eléctrica forma un arco a través de un espacio de aire.
El fenómeno conocido como “flashover” ocurre cuando una descarga eléctrica viaja por el aire, liberando una intensa y explosiva ráfaga de energía. Este destello es capaz de causar daños graves o lesiones fatales, por lo que es imprescindible utilizar ropa y equipos de protección adecuados al realizar trabajos de mantenimiento eléctrico que puedan liberar un arco eléctrico.
En términos simples, un arco eléctrico sucede cuando la corriente eléctrica salta a través de un espacio de aire entre conductores, como ocurre cuando un rayo alcanza la tierra.
Características del Arco Eléctrico
La descarga instantánea de corriente eléctrica genera una explosión que implica:
- Altísimos niveles de energía, calor y luz liberados en fracciones de segundo.
- Temperaturas de hasta 35,000 ºF (19,000 ºC), lo que equivale a 4 veces la temperatura de la superficie del Sol.
- Conversión instantánea de gabinetes y maquinaria en metal fundido o fragmentos.
- Ondas de choque y presión que pueden dañar los tímpanos e incluso arrancar prendas de vestir.
Más del 50% de los accidentes laborales relacionados con equipos de baja tensión se deben a fallas por arco eléctrico. Estas fallas no se limitan a redes de distribución de media o alta tensión, ya que incluso bajos niveles de tensión residual pueden desencadenar un arco eléctrico.
Causas Comunes de un Arco Eléctrico
Un arco eléctrico generalmente resulta de una falla entre fase y tierra o entre fases durante las siguientes actividades:
1
- Operaciones de sincronización: Especialmente en sistemas de media y alta tensión (11 kV, 33 kV, 66 kV, 132 kV y superiores).
- Fallas de alta impedancia (Hi-Z): Arcos en líneas aéreas, subestaciones y alimentadores de distribución.
- Equipos de maniobra de media y alta tensión: Apertura o cierre de interruptores y fusibles.
- Equipos con fusibles: Cambio de fusibles en distribución de baja tensión, alumbrado público y pilares de alimentación de servicio.
2
- Sistemas de almacenamiento de baterías de corriente continua: Apertura de puertas o cubiertas durante el mantenimiento.
- Interruptores automáticos: Maniobras de extracción bajo carga, una tarea clasificada como HRC4, que requiere ropa con protección térmica mínima de 40 cal/cm².
- Cables energizados: Excavación, localización de fallas y empalmes cerca de conductores expuestos de baja tensión y de 11 kV a 33 kV
3
- Empalmes de cables: Trabajos en zanjas, subestaciones y cajas de conexión.
- Subestaciones de 33 kV: Pruebas e inspección de terminaciones de cables, RMU y transformadores.
- Flashovers de alta tensión: Apertura de equipos de alta tensión, cajas de cables, gabinetes y paneles sin seguir procedimientos adecuados de aislamiento ni obtener los permisos necesarios.
Protección Contra Arcos Eléctricos
La ropa protectora contra arcos eléctricos se utiliza típicamente al trabajar en tableros de distribución, paneles de control industrial y centros de control de motores, tanto en baja, media como en alta tensión.
Cálculo de Riesgo
Se deben usar calculadoras de arco eléctrico para analizar los riesgos específicos del sitio y estructurar un procedimiento de seguridad eléctrica que minimice los efectos de los arcos eléctricos. Esto incluye la implementación de equipos de protección personal (PPE) adecuados para trabajar en sistemas energizados de baja, media y alta tensión, asegurando que el PPE sea adecuado para contacto directo con equipos eléctricos activos.
El equipo de media tensión sin clasificación de arco interno ni compartimientos de cables conforme a la norma IEC 62271-200/201 puede presentar un riesgo potencial de lesiones corporales en las cercanías en caso de un arco eléctrico.
Consecuencias
Los arcos eléctricos causan lesiones graves en el rostro, las manos y el cuerpo. En experimentos de reconstrucción en cámara ultra lenta, se ha demostrado el impacto devastador de una explosión de 480 V.
Explicación de los Niveles de Riesgo por Arco Eléctrico – Ropa de Protección Contra Arcos (NFPA 70E)
La Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) de Estados Unidos introdujo la norma NFPA 70E “Estándar para la Seguridad Eléctrica en el Lugar de Trabajo” para reducir el número de accidentes laborales relacionados con arcos eléctricos. La norma NFPA 70E proporciona una guía clara para la selección de equipos de protección personal (PPE), ayudando a minimizar y evitar lesiones en caso de un incidente.
La versión NFPA 70E-2012, considerada el estándar principal de consenso en la industria en los EE. UU. para abordar la seguridad ante arcos eléctricos, incluye información exhaustiva sobre prácticas de trabajo seguro, procedimientos de análisis, requisitos de documentación y principios para la selección de PPE. Su objetivo es garantizar que los trabajadores estén adecuadamente protegidos contra los riesgos de arco eléctrico.
Categorías de Riesgo por Arco (HRC)
La NFPA ha identificado cuatro niveles de categorías de riesgo por arco (HRC). Estas categorías se utilizan para seleccionar el nivel correcto de protección contra arcos eléctricos en la ropa y el PPE. La gravedad del peligro según la categoría HRC determina el nivel de ropa de protección que se debe usar para protegerse contra un nivel mínimo de energía incidente, medido en calorías/cm², como se muestra en la tabla siguiente.
El PPE utilizado debe coincidir con el nivel calculado de riesgo para garantizar una protección adecuada al trabajador.
Aplicaciones del PPE Contra Arcos Eléctricos
La ropa de protección contra arcos eléctricos, como la fabricada por CATU Electrical, ofrece seguridad eléctrica y protección personal contra riesgos de arco para ingenieros eléctricos de media y alta tensión que trabajan en operaciones de aislamiento, mantenimiento y restauración de equipos de salas eléctricas de media/alta tensión. Estas prendas protegen a los trabajadores durante maniobras de conmutación en subestaciones tanto terrestres como en alta mar.
Además, el PPE contra arcos eléctricos también protege a los trabajadores durante el mantenimiento de tableros de baja tensión, equipos de distribución de energía y control en centros de datos.
3 Causas Comunes de los Arcos Eléctricos
Error Humano y Negligencia
- Procedimientos de trabajo inseguros o ambiguos.
- Errores en el mantenimiento.
- Mal manejo de herramientas conductoras, cables y cubiertas metálicas.
- Ausencia de procedimientos autorizados para realizar tareas no familiares en equipos eléctricos críticos de alto riesgo.
Mantenimiento Preventivo Negligente
- No verificar conexiones flojas.
- Permitir la acumulación de hollín conductor, polvo y residuos, lo cual es crítico en redes de media y alta tensión.
- Fallas de tierra de alta resistencia.
- No probar la energía almacenada (por ejemplo, en interruptores de presión operados por resorte).
Sistemas de Equipos Eléctricos Inadecuados
- Modificaciones incorrectas o el uso de equipos antiguos que no cumplen con los estándares modernos de protección contra arcos eléctricos, como tableros de distribución abiertos y fusileros obsoletos.
Efectos del Arco Eléctrico
Quemaduras Corporales
La energía térmica de un solo arco eléctrico puede alcanzar los 35,000 °C, causando quemaduras graves con destrucción de la piel y los tejidos.Lesiones por Explosión
El arco genera una onda de presión explosiva fatal, con fuerzas de propulsión de hasta 2,000 libras por pie cuadrado.Daño Pulmonar
La liberación de gases tóxicos expone a las víctimas a la inhalación de residuos fundidos y gotas metálicas, causando daños graves en los pulmones.Pérdida Auditiva
El blast generado por el arco produce niveles de sonido extremadamente altos, lo que puede provocar daño auditivo y rotura de tímpanos.Daño a la Vista
La luz intensa del arco puede causar ceguera temporal o permanente, afectando de manera grave la visión.
