Seguridad Electrica

MARCO TEORICO:

I. CONCEPTOS BASICOS:

1. ELECTRICIDAD: Es un fenómeno físico, que tiene como origen en las cargas eléctricas y su energía se representa en efectos térmicos, mecánicos, luminosos, químicos, etc. Dentro de la naturaleza se puede observar un claro ejemplo, los rayos, los cuales se dan debido a la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre. También encontramos electricidad en el sistema nervioso del cuerpo humano, en electrodomésticos que usamos diariamente en nuestras casas y en los dispositivos eléctricos que las grandes industrias utilizan.

2. CARGA ELÉCTRICA: Es una propiedad de partículas subatómicas que indican la pérdida o ganancia de electrones. Éstas se manifiestan en atracción y repulsión de las mismas. En la naturaleza existen básicamente dos tipos de cargas, llamadas electrones, cuando hay carga negativa y protones que indica carga positiva. Sus unidades son culombios (símbolo C).

3. CORRIENTE ELÉCTRICA: Es el flujo neto ordenado de carga eléctrica.

Fig. Nº01: Flujo de corriente eléctrica.

4. INTENSIDAD DE LA CORRIENTE: La intensidad es la cantidad de electricidad que puede pasar por un conductor. En el caso de una tensión constante, un conductor dejará pasar más electricidad según vaya creciendo su diámetro. La intensidad de una corriente se expresa en amperios (A) o en miliamperios (mA).

5. TENSIÓN: La tensión se puede comparar con la presión del agua. Cuanto más grande sea la presión, más agua se podrá transportar en un mismo lapso de tiempo. Una tensión elevada permite pues hacer circular mejor la electricidad. La tensión se expresa en voltios (V).

6. RESISTENCIA: Para transportar la electricidad se utilizan materiales de baja resistencia (por ejemplo el cobre). La resistencia de un conductor depende de su longitud, de su diámetro y del tipo de material del que se compone. Se expresa en ohmios (símbolo Ω).

7. POTENCIA: La electricidad se transforma en calor, en luz o en movimiento. Por lo tanto no todas las bombillas aclaran de la misma manera y no todos los motores tienen la misma potencia. Por eso todos los aparatos eléctricos están provistos de una plaquita que indica su potencia. Su unidad de medida es el vatio (W).

8. RESISTIVIDAD: Grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos, se designa con la letra griega rho minúscula y se mide en ohm por metro. Esta medida ayuda a calcular la resistencia de un objeto. Algunos materiales conocidos como buenos conductores, como por ejemplo el metal, tienen una resistividad baja, mientras que los materiales aislantes, como por ejemplo los polímeros, tienen una resistividad alta.

9. IMPEDANCIA: Es la propiedad que tiene un componente para limitar el paso de corriente a través de un circuito. Tiene una parte real que es la resistencia y una parte imaginaria que es la reactancia (La ley de Lenz dice que todo conductor sometido a un campo magnético variable, crea en sí una corriente inducida que tiende a oponer sus efectos a la causa que la produce).

10. Conductancia: La conductancia se encuentra directamente relacionada con la facilidad que un material ofrece al paso de corriente, es decir es lo opuesto a la resistividad. Mientras que los metales tienen una alta conductancia, los aislantes tienen una baja conductancia. la conductancia se conoce como la inversa de la resistencia de un material.

11. Corriente alterna: Denominada a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal, como se ve en la Fig. Nº02, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

Fig. Nº02: Relación de frecuencia y amplitud en una onda

Sinusoidal para corriente alterna.

12. Corriente continua: Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. a diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). aunque comúnmente se identifica la corriente continúa con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

Fig. Nº03: Relación de tiempo y voltaje en una onda

sinusoidal para corriente continúa.

II. Corriente eléctrica y el ser humano

Aunque a diario el ser humano está expuesto a diversas situaciones que lo obligan a utilizar un sistema eléctrico, son pocas las veces que este percibe lo peligroso que es sobre el cuerpo.

1. Contacto eléctrico:

Entonces cuando se habla de contacto eléctrico es ese instante en donde el ser humano entra en contacto con la corriente eléctrica ya sea por una instalación o un sistema eléctrico que se encuentre en funcionamiento.

Al entrar en contacto, se tiene en cuenta las siguientes situaciones:

 El sistema cuenta con una tensión (voltaje y/o corriente) que hay en el punto de contacto antes de que lo toque el individuo.

 El individuo deberá soportar la tensión de contacto (VC) cuando se produzca el contacto.

Existen dos tipos de contactos:

a) Contacto directos cuando la persona toca directamente al conductor. Para determinar la intensidad que pasa a través del cuerpo humano se utiliza la siguiente ecuación:

En donde:

• Ic: Corriente que circula por el cuerpo humano.

• Vc: Voltaje de contacto.

• Rc: Resistencia de contacto, aproximadamente 2.500 Ω según normatividad Española.

Sin embargo, la resistencia del cuerpo humano es la suma de la resistencia de la piel en los puntos de contacto y de la resistencia interna del cuerpo; la resistencia de la piel varía con factores ambientales y en parte depende de la tensión de contacto.

Otros factores como la presión, el área de contacto, el estado de la piel en el punto de contacto, y factores individuales influyen también en la resistencia; así pues, es poco realista el tratar de basar medidas preventivas en estimaciones de la resistencia de la piel, por el contrario, la prevención debe basarse en la adaptación de equipo y procedimientos a las personas, no a la inversa.

b) Contacto indirectos cuando se llega al contacto por una falla del sistema de aislamiento.

En donde:

• Ic: Corriente que circula por el cuerpo humano, es llamada corriente de defecto o falla.

• Vc: Voltaje de contacto.

• Rc: Resistencia de contacto y/o puesta a tierra.

• Ri: Resistencia fallo del aislante.

2. Efectos de la corriente eléctrica en la persona

A continuación se enuncian algunos efectos fisiológicos que puede producir el paso de la corriente eléctrica sobre el organismo:

a) Paro cardíaco: debido al paso de corriente eléctrica el corazón se paraliza, sus consecuencias son irreversibles y pueden llegar a la muerte.

b) “Fibrilación ventricular: Es una falta de sincronización de las contracciones musculares del corazón, que produce una alteración del ritmo cardiaco debido al paso de la corriente eléctrica y que puede degenerar en un paro cardíaco. Se considera como la causa principal de muerte por choque eléctrico.”

c) Contracción muscular (o tetanización): movimiento incontrolado de los músculos debido a la acción de la corriente eléctrica, con pérdida de control en brazos y piernas. Cuando sucede la persona queda sujeta al elemento que transmitía la tensión y es incapaz de soltarse por sí sola.

d) Asfixia: es la contracción de los músculos de los pulmones y se manifiesta en el individuo como dificultad para respirar; puede ocasionar paro respiratorio hasta llegar a la muerte.

e) Aumento de la presión sanguínea: se produce el paso de la corriente eléctrica por la sangre a lo largo de las arterias y las venas.

f) Quemaduras: Se pueden producir por el paso de la corriente eléctrica o incendio de origen eléctrico.

Para efectos de comprensión se debe tener en cuenta la siguiente Tabla Nº01, la cual muestra los efectos fisiológicos mencionados anteriormente vs. la intensidad producidos sobre una persona adulta, con un peso de 50 kg.

Tabla Nº01: Efectos fisiológicos producidos por el paso

de una intensidad eléctrica

Intensidad Efectos fisiológicos que se observan en condiciones normales

0 - 0,5 mA No se observan sensaciones ni efectos. El umbral de percepción se sitúa en 0.5 mA

0,5 - 10 mA Calambres y movimientos reflejos musculares. El umbral de no soltar se sitúa en 10 mA

10-25 mA

Contracciones musculares. Agarrotamiento de brazos y piernas con dificultad de soltar objetos. Aumento de la presión arterial y dificultades respiratorias.

25-40 mA Fuerte tetanización. Irregularidades cardiacas. Quemaduras. Asfixia a partir de 4 segundos

40 - 100 mA

Efectos anteriores con mayor intensidad y gravedad. Fibrilación y arritmias cardiacas.

~ 1 A Fibrilación y paro cardiaco. Quemaduras muy graves. Alto

...