Riesgos tecnológicos Grupo Riesgos tecnológicos · temas 8 a 11
PARTE 9. Grupo RIESGOS TECNOLÓGICOS. Riesgo eléctrico: caracterización, valoración e intervención (tema 9)
Este capítulo pertenece al grupo de riesgos tecnológicos del temario específico de la oposición de cabo y cubre el tema 9, riesgo eléctrico, caracterización, valoración e intervención. La fuente es el Manual de riesgos tecnológicos y asistencias técnicas del CEIS Guadalajara y Grupo Tragsa, parte 6, riesgo eléctrico, completa: el capítulo 1, caracterización, con los conceptos básicos de electricidad, las redes eléctricas, las medidas de seguridad, los efectos de la electricidad en el organismo y la normativa; y el capítulo 2, valoración e intervención en incidentes con riesgo eléctrico, con los protocolos de alta y baja tensión y la valoración dinámica. El resumen sigue ese orden y termina con las cifras y datos clave.
9.1. Conceptos básicos sobre electricidad
El átomo y la carga eléctrica. El átomo es la unidad más pequeña de una sustancia, divisible en partículas menores: un núcleo con protones, de carga positiva, y neutrones, rodeado de electrones, de carga negativa. La carga eléctrica o cantidad de electricidad se representa por la letra Q y se expresa en culombios, símbolo C. Los electrones tienen todos la misma carga y los protones una carga igual y opuesta. La presencia de carga da lugar a la fuerza electromagnética: objetos de la misma polaridad se repelen y de distinta polaridad se atraen. La electricidad estática se genera por la separación de dos materiales que han estado en contacto o por fricción, por ejemplo al descargar hidrocarburos o al bajar por un tobogán de plástico, y puede producir calambres o incluso incendios.
Intensidad. La intensidad de la corriente, comúnmente llamada corriente, es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en la unidad de tiempo; se mide en amperios, símbolo A. La ley de Ohm dice que la intensidad es igual a la tensión dividida por la resistencia: directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia. Por convenio la circulación es del positivo al negativo. Dos precauciones: la corriente a través de una resistencia produce aumento de temperatura, el efecto Joule, aprovechado en hornos, tostadoras y soldadoras pero indeseado en ordenadores; y al desconectar un circuito con carga puede generarse un arco voltaico que causa daños graves. El aparato de medida es el amperímetro, que se intercala en serie abriendo el circuito, respetando la polaridad en corriente continua y fase y neutro en alterna; en caso de duda se elige el campo máximo de medida y se va bajando.
Potencial eléctrico. Un cuerpo con exceso de electrones los cede hacia donde hay menos carga negativa; cuanto mayor es la carga acumulada en un punto respecto a otro, mayor energía para el desplazamiento de cargas. Es la diferencia de potencial o tensión, que se mide en voltios, símbolo V, con el voltímetro, conectado en paralelo y sin interrumpir el circuito; en continua se respeta la polaridad y en alterna la conexión es indistinta.
Resistencia eléctrica. Dificultad que presenta un conductor al paso de la corriente; magnitud inversa a la conductancia. Depende de la resistividad, directamente proporcional a la longitud e inversamente a la sección. La conductividad se designa con sigma minúscula y se mide en siemens por metro; la resistividad con rho minúscula en ohmios por metro. Colocar una resistencia muy grande entre un conductor y una persona que cierra circuito con tierra por los pies es el efecto de guantes aislantes, botas aisladas, banqueta y pértiga. Si se quita la resistencia, pasa toda la intensidad y se produce el cortocircuito, equivalente a unir dos conductores de resistencia nula a distinto potencial. Materiales según conductividad:
- Superconductores: conducen sin resistencia ni pérdida por debajo de su temperatura crítica, como estaño, aluminio, aleaciones y semiconductores dopados.
- Conductores: metales y aleaciones; también grafito, soluciones salinas como el agua de mar y cualquier material en estado de plasma. El más empleado es el cobre; alternativamente el aluminio, peor conductor, con un 60 por 100 de la conductividad del cobre, pero menos denso y más adecuado para líneas de alta tensión; el oro para aplicaciones especiales.
- Semiconductores: su conductancia se controla variando su estado, de conductor a aislante; placas de silicio, diodos y transistores.
- Dieléctricos: no conducen y sirven de aislantes: vidrio, cerámica, plásticos, goma, mica, cera, papel, madera seca, porcelana, algunas grasas y baquelita. No son absolutamente aislantes. El aire seco a temperatura ambiente es aislante, pero puede convertirse en conductor.
Tipos de circuito. En serie, los receptores van uno tras otro; la corriente es la misma en todos y la tensión se reparte entre las resistencias; son divisores de tensión; si un elemento se rompe, el circuito queda abierto, como las lámparas en serie; las baterías de camión en serie suman 24 voltios con dos de 12 y mantienen la capacidad en amperios hora. En paralelo, cada receptor se conecta de forma independiente; son divisores de intensidad; la tensión es igual en todos y la intensidad se reparte; si un elemento se rompe el circuito no se interrumpe pero aumenta la intensidad del resto; baterías en paralelo mantienen la tensión y suman la intensidad. En alterna los cálculos requieren fasores.
Corriente continua y alterna. La continua es el flujo de carga entre dos puntos de distinto potencial que no cambia de sentido; la necesitan los equipos electrónicos, mediante fuentes de alimentación que rectifican la alterna. La alterna varía cíclicamente en magnitud y sentido, normalmente en oscilación sinusoidal, aunque existen la triangular o la cuadrada; se genera con facilidad en valores elevados para el transporte y se transforma mediante transformadores. En la red española se emplea alterna a 220 o 230 voltios entre fase y neutro y 380 o 400 voltios entre fases, a 50 hercios.
Corriente trifásica. La forma más común y eficaz de aprovechar los conductores, usada sobre todo en industrias: tres señales sinusoidales idénticas desfasadas 120 grados, generadas por un alternador con tres bobinas simétricas en el estátor. El retorno de las tres fases se acopla en el neutro, donde la suma de las tres corrientes es cero si el sistema está equilibrado, y el transporte se hace con solo tres cables: conexión en estrella. En la conexión en triángulo o delta los hilos de línea parten de los vértices.
Potencia eléctrica. Capacidad de un dispositivo para realizar trabajo, energía entregada o absorbida en un tiempo. Se mide en vatios con el vatímetro, aunque la unidad habitual es el kilovatio hora, medido en el contador. En continua, potencia igual a intensidad por tensión. En alterna se añade el factor de potencia, coseno de fi. Triángulo de potencias:
- Potencia activa, P, debida al consumo por resistencias; se mide en vatios. Es la que se factura y la que realiza trabajo.
- Potencia reactiva, Q, debida al consumo de bobinas y condensadores; se mide en voltiamperios reactivos.
- Potencia aparente, S, que coincide con la activa cuando no hay reactiva; se mide en voltiamperios. El desfase entre tensión e intensidad es el factor de potencia; las suministradoras penalizan a las empresas con factor alejado de la unidad, por lo que instalan baterías de condensadores en paralelo para aproximarlo a la unidad.
9.2. Redes eléctricas
Alta y baja tensión. Instalaciones de alta tensión: producción, transformación, transmisión, distribución o utilización con tensiones nominales superiores a 1.000 voltios en alterna y 1.500 voltios en continua; las tensiones más utilizadas en alta van de 11 a 380 kilovoltios. Instalaciones de baja tensión: inferiores a 1.000 voltios en alterna y 1.500 en continua; las más utilizadas son 380 voltios trifásica, 220 y 125 voltios. Las centrales, de renovables, solar, hidráulica o térmica, y no renovables, nuclear, tienen alternadores que producen trifásica a 20 kilovoltios entre fases, y una estación con transformador elevador que eleva la tensión entre 66 y 380 kilovoltios.
Líneas de transporte y distribución en alta tensión. Transportan la energía a gran distancia desde las centrales a las subestaciones, entre 66 y 380 kilovoltios entre fases. Se consideran de alta tensión las superiores a 1 kilovoltio; según su reglamento hay tres categorías:
- Líneas de tensión superior a 66 kilovoltios: de las centrales a las grandes subestaciones; conductores dobles, triples o cuádruples por fase, casi todas dobles; son las más altas, con apoyos de celosía que sustentan tres conductores o múltiplo de tres; pueden llevar uno o dos conductores superiores de menor sección como pararrayos, el hilo de guarda; aisladores de vidrio, normalmente más de seis, a unos 10.000 voltios por aislador. Pueden sufrir reenganches automáticos: la maniobra de apertura se cierra automáticamente tras un tiempo predeterminado; un reenganche si más del 70 por 100 de la red es subterránea, dos entre el 30 y el 70 por 100, y tres con menos del 30 por 100; se producen en un máximo de tres minutos, tras los cuales la compañía comienza pruebas.
- Líneas entre 30 y 66 kilovoltios: de las grandes subestaciones a las medianas y pequeñas; aéreas o subterráneas; las subterráneas se distinguen por el color rojo de sus cables, o marrón en las antiguas de aceite; entre cuatro y seis aisladores.
- Líneas de más de 1 y hasta 30 kilovoltios: de las pequeñas y medianas subestaciones a los centros de transformación industriales o urbanos; sin hilo de guarda; enterradas en ciudades y aéreas en zonas interurbanas; postes bajos y menos de tres aisladores.
Subestación transformadora. Tiene líneas de entrada y salida con interruptor para maniobras y protecciones. Tres secciones principales: medición, cuchillas de paso e interruptor. Por tamaño: grandes subestaciones, grandes parques eléctricos telemandados desde una central que transforman entre las líneas de primera y segunda categoría; reciben de 66 a 380 kilovoltios y transforman la alta tensión de transporte en media tensión de distribución, entre 10 y 45 kilovoltios, mediante transformadores o trafos; acceso restringido. Pequeñas o medianas: entre segunda y tercera categoría; no vigiladas permanentemente, telemandadas desde las grandes. Por función: elevadoras, junto a las centrales, elevan hasta 132, 220 o incluso 400 kilovoltios; reductoras, reducen hasta 15, 20, 45 o 66 kilovoltios para la red de distribución. La maniobra más habitual y peligrosa es la apertura y cierre de interruptores, porque el carácter inductivo de los circuitos rechaza el corte y aparecen arcos; se usan zapatos y guantes dieléctricos y traje contra destello de arco. Los interruptores blindados cortan en hexafluoruro de azufre, SF6, que impide el arco y la propagación de la llama.
Líneas de distribución en media tensión. Aéreas o subterráneas, a 11 o 20 kilovoltios; parten de las subestaciones hacia los centros de reparto y de estos a los centros de transformación o a clientes abonados en alta tensión. Partes: celdas de entrada de media tensión, celdas de salida y embarrado.
Centros de transformación. Reducen la media tensión, 11 o 20 kilovoltios, a la de consumo o baja tensión: trifásica con 380 voltios entre fases o monofásica con 220 entre fase y neutro. Las redes de media que llegan a los centros se tienden en anillo; también sirven de centro de seccionamiento. En ellos comienza el consumo y sufren mayor calentamiento, por lo que es donde los bomberos intervienen con mayor frecuencia. Tipos por ubicación física: intemperie, alejados de núcleos, de baja potencia, sobre postes de hormigón o acero; prefabricados de hormigón, en polígonos y zonas rurales, con rejillas de ventilación y cables rojos enterrados; subterráneos, en nuevas urbanizaciones, centros comerciales, monumentos o edificios públicos; y de obra civil, en bajos de edificios y locales. Por ubicación en la red: de punta, al final de una línea o único en ella, con una entrada aunque se instalan dos celdas; de paso, en un punto medio, con celda de entrada y salida; y de anillo, alimentados por los dos extremos, la configuración más usada en ciudades y polígonos por su fiabilidad. Por propiedad: de cliente o abonado, que compra en alta tensión y transforma en sus instalaciones; y de compañía o distribución, que alimenta a varios clientes en baja.
Componentes del centro de transformación. Celdas de entrada y salida en media tensión con seccionador: celda del interruptor de línea, con interruptor de aceite o hexafluoruro que corta el anillo; celda de derivación; celda de medida; celda del interruptor del centro, antes del primario del transformador, de aceite o seccionador en carga; y celda de transformador. El transformador reduce la tensión; suele llevar seis bobinas, tres en alta y tres en baja; núcleo de hierro dulce con devanado primario y secundario cuyos campos magnéticos se concatenan por inducción electromagnética, según la ley de Faraday; la relación de transformación es el cociente entre espiras del primario y del secundario. Tipos: de aceite, algunos con piraleno, que al arder produce humos tóxicos y cancerígenos y cuya retirada se ha obligado por ley en España; y seco, con bobinas en resina epoxi autoextinguible. Cuadro de baja tensión: interruptor a la salida del secundario, aparatos de medida e interruptores de salida de las líneas de baja, con fusibles de protección.
Centros de transformación especiales. Plantas industriales, fábricas y hospitales, con centro propio por su gran demanda; la acometida es siempre trifásica, única, y llega a la caseta receptora donde se ramifica a los transformadores de alumbrado y fuerza; el alumbrado monofásico se reparte entre fases para equilibrar. Vías férreas: tren, tranvía y metro con motor de continua, normalmente a 3 kilovoltios, salvo alta velocidad, hasta 20 a 25 kilovoltios en alterna a 50 hercios; el pantógrafo toma la corriente de la catenaria, conjunto de cables alimentadores, apoyos y elementos de tracción y suspensión, donde está el polo positivo, siendo el negativo los raíles; excepción, los trolebuses, con retorno por un segundo cable. Protecciones en continua: cable de tierra o guarda, descargadores de sobretensiones, tomas de tierra, conexiones equipotenciales entre estructuras y carril, viseras, pantallas y barreras, y frenos y bloqueos contra la caída de la línea; en alterna similares. En alta velocidad, 25 kilovoltios en alterna y catenaria más tensa para que la onda mecánica sea más rápida que el tren. Alumbrado público: red mallada o en anillo por fachadas o subterránea; cada lámpara con su fusible, en caja o en la base de la farola con tierra; llegan las tres fases a la base y sube una con el neutro, repartiendo farolas por fase.
Instalaciones de enlace. Unen la red de distribución con las instalaciones interiores: acometida y elementos de protección en baja, caja general de protección, línea general de alimentación, contadores centralizados y derivación individual.
- Acometida: entre la red de distribución y la caja general de protección; según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión la construye la compañía y la inspecciona. Únicas por edificio por cada 160 kilovatios o fracción; aéreas, con conductores normalmente aislados y trenzados en haz, o subterráneas por vías principales.
- Caja general de protección: aloja las protecciones de la línea repartidora y señala el inicio de la propiedad del usuario; una por cada 160 kilovatios o fracción; fusibles calibrados, cilíndricos hasta 80 amperios y de cuchilla para mayores intensidades; el neutro no lleva fusible.
- Línea general de alimentación: enlaza la caja general con la centralización de contadores; tres conductores de fase con fusible y neutro sin fusible.
- Contadores centralizados: hasta 16 contadores en una pared de paso común; con más, cuarto específico con puerta cortafuegos e interruptor de corte general. Cuentan con interruptor general de maniobra que deja sin tensión los contadores, embarrado con fusible y embarrado de salida. En vivienda unifamiliar el contador va en el exterior junto a los fusibles, precintado, y la línea general y el contador forman la caja de protección y medida.
- Derivación individual: de la centralización al cuadro de mando y protección de cada abonado, obligatorio en todas las viviendas y locales, normalmente detrás de la puerta de entrada. Contiene: interruptor de control de potencia, dispositivo unipolar de corte automático que coloca precintado la compañía para que salte si el consumo excede el contratado, con rearme manual; interruptor general automático, que protege la derivación individual frente a sobrecargas y cortocircuitos, rearme manual; interruptor diferencial, que actúa ante derivación a masa o tierra, necesita una fuga a tierra superior a su sensibilidad y normalmente se instala de alta sensibilidad, 30 miliamperios, el valor umbral; y pequeños interruptores automáticos, PIA, magnetotérmicos de corte bipolar, fase y neutro, u omnipolares en trifásica, que protegen cada circuito frente a sobrecargas y cortocircuitos. La red de tierra une el edificio con los cimientos y la tierra mediante picas, dando la referencia cero para que los diferenciales salten; se mide con el telurómetro, obligatorio para instaladores según el reglamento y la norma UNE-EN 61557-5.
Grado de electrificación de la vivienda. Carga eléctrica que debe soportar la instalación; se calcula sumando las potencias de todos los receptores y aplicando una reducción del 40 por 100 por no simultaneidad. Grado básico: potencia no inferior a 5.750 vatios a 230 voltios, con cinco circuitos: C1 iluminación; C2 tomas generales y frigorífico; C3 horno y cocina; C4 lavadora, lavavajillas y termo; C5 baño y auxiliares de cocina. Grado elevado: no inferior a 9.200 vatios a 230 voltios, añadiendo C6 iluminación adicional, C7 tomas adicionales, C8 calefacción eléctrica, C9 aire acondicionado, C10 secadora, C11 domótica y C12 adicionales de tipo C3, C4 o C5.
9.3. Medidas de seguridad con riesgo eléctrico
Concepto. La tensión más baja que ha ocasionado la muerte a alguna persona es de 60 voltios; la red española da 220 voltios en los enchufes; hay constancia de descargas de 120.000 voltios trifásicos.
Contacto eléctrico directo. La persona toca un conductor en tensión, metal de bombilla o base de enchufe rota, y la electricidad pasa a tierra por su cuerpo. Hay que impedir el paso o limitar la corriente a un valor no peligroso, inferior a 1 miliamperio, mediante: separación de las partes activas, retirándolas, elevándolas a 2,5 metros o enterrándolas a 1 metro; interposición de obstáculos o barreras, delimitando y balizando; y aislamiento de las partes en tensión.
Contacto eléctrico indirecto. La persona toca un elemento que a su vez está en contacto con la fuente, como un electrodoméstico con un cable suelto o aislamiento fallido. Medidas de clase A, que impiden el paso de la corriente al cuerpo: separación de circuitos; pequeñas tensiones de seguridad; aislamiento de partes activas y masas; elementos que eviten la simultaneidad de conductores y masas, goma o alfombra aislante; recubrimiento de masas; y conexiones equipotenciales, unir las partes metálicas para que estén a la misma tensión, como el pájaro posado en un cable de alta tensión, obligatorias en locales húmedos como cuartos de baño. Medidas de clase B, basadas en el corte automático ante un defecto: puesta a tierra de las masas con picas; dispositivos de corte por intensidad de fuga, diferenciales calibrados por debajo del umbral de seguridad; puesta a tierra de masas con corte por intensidad de defecto; y puesta a neutro de masas con corte por defecto, cuando no existe red de tierras.
Las cinco reglas de oro. La legislación laboral española establece cinco reglas o pautas de actuación, en este orden:
- Primera: abrir con corte visible todas las posibles fuentes de tensión. Obligatoria en alta y en baja tensión.
- Segunda: enclavar los aparatos de corte abiertos anteriormente. Obligatoria en alta; en baja, siempre que sea posible.
- Tercera: comprobar la ausencia total de tensión en cada uno de los conductores tras el corte. Obligatoria en alta y en baja.
- Cuarta: poner en corto y a tierra todas las posibles fuentes de tensión. Obligatoria en alta; recomendable en baja.
- Quinta: acotar y señalizar la zona de trabajo. Obligatoria en alta; recomendable en baja. Para aplicarlas se emplean equipos de protección específicos: botas, casco, guantes de protección eléctrica, banqueta y alfombra aislante, pértiga de salvamento o maniobra y herramienta aislante. Todas las operaciones se realizan con el equipo completo, pantalón, camiseta, cubrepantalón, botas, chaquetón, guantes y casco, y el material de riesgo eléctrico, banquetas, pértiga y alfombrilla.
Distancias de seguridad. Al trabajar en proximidad de instalaciones con grúas, andamios o aparatos de transporte, no se sobrepasan estas distancias: con tensión superior a 66.000 voltios, mínimo cinco metros; con tensión inferior a 66.000 voltios, mínimo tres metros. Si no pueden mantenerse, contactar con el responsable de la instalación para dejarla sin tensión o construir obstáculos. En instalaciones subterráneas: con herramientas manuales, 0,5 metros; con herramientas o útiles mecánicos, un metro. En trabajos en presencia de tensión, que no aplica a rescates, la distancia según la tensión en alterna es: hasta 1 kilovoltio, 0,5 metros; hasta 10, 0,8 metros; hasta 15, 0,9; hasta 20, 0,95; hasta 25, 1 metro; hasta 30, 1,1; hasta 45, 1,2; hasta 66, 1,4; hasta 110, 1,8; hasta 132, 2 metros; hasta 220, 3 metros; hasta 380 kilovoltios, 4 metros.
Protección de las subestaciones. Las de intemperie se protegen con pórticos metálicos de entrada y salida bajo los que hay fusibles y seccionadores cilíndricos de más de un metro, con aceite o hexafluoruro para apagar los arcos; los de aceite pueden arder si se calientan; los transformadores se refrigeran con aceite mineral y disponen de sumidero de recogida y pozo apagaincendios, con detección y extinción automáticas, aunque las altas temperaturas pueden comprometer la estabilidad del edificio. Las urbanas no tienen pórticos, se alimentan por líneas subterráneas con celdas en armarios metálicos autoextinguibles con hexafluoruro, detección automática y extinción por agua nebulizada o gases inertes. Los prefabricados y subterráneos son parecidos.
Frecuencia y clasificación de accidentes. La mayoría de los incendios en viviendas se deben a la electricidad, sobre todo cortocircuitos por rotura de aislamientos y sobrecargas por ladrones de salidas múltiples. Casuística: líneas de baja desde el centro de transformación hasta la caja general de protección; empalmes en líneas aéreas; roedores y humedad en subterráneas; instalación de enlace; centralización de contadores; maquinaria de ascensores y plataformas de garaje; y líneas repartidoras. Tres ámbitos estadísticos: trabajo en empresas industriales, profesionales del sector eléctrico y accidentes domésticos. Según el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo: el 35 por 100 de los accidentes eléctricos son por contacto directo, el 17 por 100 por contacto indirecto y el 48 por 100 por arco eléctrico. Causas: el 26 por 100 conocía la tensión pero desestimó el riesgo; el 23 por 100 manipuló incorrectamente los aparatos de maniobra; el 20 por 100 desconocía la existencia de electricidad; el 16 por 100 usó herramientas no aisladas; el 15 por 100 desconocía la instalación. Según Iberdrola hay más de 2.000 accidentes eléctricos al año; solo el 0,4 por 100 de los accidentes laborales con incapacidad son eléctricos, pero casi el 6 por 100 de los mortales lo son.
9.4. Efectos de la electricidad en el organismo
Concepto. Los accidentes eléctricos no son numerosos pero son muy graves, sobre todo cuando la corriente atraviesa el corazón o los pulmones. Los electrocutados deben tratarse cuanto antes, aunque no haya lesiones aparentes ni pérdida de conocimiento, porque el daño puede aparecer horas o días después. Las maniobras de reanimación se aplican en el intervalo entre la muerte aparente, en la que los signos vitales parecen faltar sin ser definitiva, y la muerte real. Con frecuencia hay fracturas o contusiones por contracciones musculares o proyección, sobre todo de cráneo, columna y miembros. Si se salva la vida no suelen quedar huellas. La norma UNE 20572-1 de 1997, basada en la CEI 479 partes 1 y 2, recoge los efectos de la corriente en el cuerpo. Efectos apreciables a primera vista: sacudida sin pérdida de conocimiento, lesiones traumáticas, muerte aparente, quemaduras y lesiones locales, parálisis y convulsiones, y trastornos de los sentidos. Efectos no apreciables, que requieren personal sanitario:
- Tetanización muscular: con la corriente límite o umbral de no soltar, 10 miliamperios, se impide la separación del punto de contacto al anular la capacidad muscular.
- Paro respiratorio: cuando la corriente circula de la cabeza a algún miembro del sistema nervioso respiratorio; a veces se necesita respiración artificial durante horas.
- Asfixia: la corriente atraviesa el tórax e impide la contracción del diafragma.
- Fibrilación ventricular: ruptura del ritmo cardiaco por paso de corriente por el corazón; se interrumpe la circulación y en pocos minutos hay lesiones cerebrales irreversibles.
- Quemaduras: por la energía liberada en forma de calor, medida en julios. Los efectos dependen de la intensidad y del tiempo de paso, de forma no lineal, y del trayecto, la frecuencia, la tensión de contacto y la humedad de la piel. Signos de muerte: enfriamiento, rigidez y livideces cadavéricas. Mecanismos de muerte más frecuentes: parálisis de los centros nerviosos superiores, fibrilación ventricular y parálisis de los músculos respiratorios por tetanización.
Intensidad. La máxima intensidad que una persona puede soportar sin peligro, independientemente del tiempo de exposición, se llama umbral de seguridad y se ha establecido en 30 miliamperios. La intensidad es la que mata. La norma técnica 400 del Instituto, la UNE 20572-1 y la CEI 479 fijan los efectos según intensidad y tiempo. En alterna, cuatro zonas: zona 1, hasta 0,5 miliamperios, habitualmente ninguna reacción; zona 2, desde 0,5 miliamperios, habitualmente ningún efecto peligroso; zona 3, habitualmente ningún daño orgánico, aunque con duración superior a dos segundos pueden producirse contracciones musculares que dificultan la respiración y paradas temporales del corazón sin fibrilación; zona 4, por encima de la curva c1, riesgo de parada cardiaca por fibrilación ventricular, parada respiratoria o quemaduras graves. En continua, cuatro zonas: zona 1, hasta 2 miliamperios, ninguna reacción salvo ligera picazón al establecer e interrumpir; zona 2, desde 2 miliamperios, ningún efecto peligroso; zona 3, ningún daño orgánico, con posibles perturbaciones reversibles de formación y conducción de impulsos cardiacos; zona 4, efectos patofisiológicos peligrosos como quemaduras profundas.
Resistencia del cuerpo. Para una tensión fija, la corriente depende de la resistencia del organismo, muy variable según espesor y dureza de la piel, tensión, presión y superficie de contacto, recorrido y estado fisiológico. La piel actúa como un condensador; frente a la continua presenta mayor resistencia que frente a la alterna. Los límites normales de la resistencia de la piel están entre 1.000 y 100.000 ohmios. Valores medios a 50 hercios: 1.600 ohmios en medio seco, 800 en medio húmedo y 200 con el cuerpo sumergido. En los bomberos la resistencia baja de los 1.000 ohmios por la sudoración que provocan los equipos de protección. La presión sobre el punto de contacto reduce la resistencia; en baja tensión el contacto puntiforme genera gran densidad de corriente y, al fallar la piel por quemaduras, solo queda la resistencia interna. Ejemplo de la ley de Ohm del manual: con 220 voltios y 1.000 ohmios circulan 220 miliamperios, muy por encima de los 30 del umbral de seguridad, con riesgo de muerte muy elevado. Cuadro de Dalziel, según Iberdrola 2007: con resistencia de 500 a 1.000 ohmios, a 100 voltios supervivencia posible con quemaduras ligeras, a 1.000 voltios muerte probable con quemaduras evidentes y a 10.000 voltios muerte cierta con quemaduras serias; con 5.000 ohmios, a 100 voltios shock molesto sin lesiones, a 1.000 muerte probable con quemaduras ligeras y a 10.000 muerte segura con quemaduras serias; con 50.000 ohmios, a 100 voltios sensación apenas perceptible, a 1.000 shock molesto sin lesiones y a 10.000 muerte segura con quemaduras ligeras. La resistencia disminuye en enfermos, con lesiones en la piel o en situaciones de hambre, sueño, sed, fatiga o preocupaciones.
Tensión de seguridad. Tensión límite de seguridad, UL, es aquella por debajo de la cual no hay peligro. Según la norma UNE 20460, en alterna: 50 voltios en locales secos, 25 voltios en locales húmedos y 12 voltios en locales mojados, por ejemplo obras en el exterior. Ejemplo: con 30 miliamperios y 2.500 ohmios en local seco, 75 voltios; con 1.000 ohmios en local húmedo, 30 voltios; por debajo de 50 voltios en seco y 25 en húmedo el margen de seguridad es amplio.
Frecuencia y forma de la corriente. Según UNE 20572: con alterna de frecuencia superior a 100 hercios, cuanto más aumenta la frecuencia más disminuye el riesgo de fibrilación ventricular, aunque aumenta el de quemaduras; la protección contra contactos indirectos se considera idéntica a 400 hercios que a 50 o 60, pudiéndose usar los mismos diferenciales; el factor de frecuencia aumenta con la frecuencia. La corriente produce el daño máximo a 50 o 60 hercios: la intensidad de tetanización, 10 miliamperios a 50 hercios, pasa a 90 miliamperios en continua y a 80 miliamperios a 5 kilohercios; de 10 a 100 kilohercios el umbral de percepción sube de 10 a 100 miliamperios eficaces. La corriente continua es menos peligrosa que la alterna: es más fácil soltar la mano y el umbral de fibrilación es mucho más elevado; en general sus efectos son cuatro veces menos peligrosos que los de la alterna a 50 hercios a igualdad de tensión y corriente. Las ondas con componente continua superpuesta tienen efectos intermedios. Las corrientes impulsionales, de descargas de condensadores, provocan fibrilación según la cantidad de electricidad, I por t, o la energía, I al cuadrado por t, para choques inferiores a 10 milisegundos; el umbral del dolor es del orden de 50 a 100 por 10 elevado a 6 amperios al cuadrado por segundo. Por encima de 1.000 hercios los umbrales aumentan y los aparatos médicos de alta frecuencia solo producen efecto térmico.
Tiempo de contacto y trayectoria. Con intensidades bajas pero superiores al umbral de no soltar, 10 miliamperios, se producen contracciones sin pérdida de control; para que se produzca fibrilación ventricular el tiempo de contacto debe ser de al menos un segundo. La corriente fluye por el camino de menor resistencia; los trayectos de mayor riesgo son de mano derecha a izquierda, de mano izquierda a derecha, de la cabeza a las manos y de la cabeza a los pies. Si se toca con la palma, la tetanización cierra la mano sobre el conductor, por lo que en rastreos sin visibilidad se palpa con el revés de la mano. Con tensiones altas la norma son quemaduras más o menos graves; las tensiones por debajo de 2.000 voltios son las que suelen producir fibrilación ventricular.
9.5. Normativa
Reglamentos. Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, REBT, Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto; Reglamento de líneas de alta tensión; Reglamento de centrales eléctricas, subestaciones y centros de transformación; Ley de acometidas eléctricas; Ley de verificaciones eléctricas; normativa de las compañías; recomendaciones UNESA; normas UNE-EN; y reglamentación municipal.
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Su artículo 1 establece las condiciones técnicas y garantías de las instalaciones conectadas a una fuente de suministro en los límites de baja tensión para preservar la seguridad de personas y bienes, asegurar el normal funcionamiento y prevenir perturbaciones, y contribuir a la fiabilidad técnica y eficiencia económica. Artículo 2: se aplica a instalaciones de distribución, generadoras para consumo propio y receptoras con alterna igual o inferior a 1.000 voltios y continua igual o inferior a 1.500 voltios; a las nuevas, sus modificaciones y ampliaciones, y a las existentes con modificaciones o reparaciones de importancia, en régimen de inspecciones y cuando impliquen riesgo grave a juicio del órgano autonómico. No se aplica a minas, tracción, automóviles, navíos, aeronaves, comunicaciones y usos militares. La muy baja tensión, menos de 50 voltios en alterna y hasta 75 en continua, como redes informáticas, solo tiene prescripciones específicas. Clasificación de tensiones del artículo 4: muy baja tensión, hasta 50 voltios alterna y 75 continua; tensión usual, de 50 a 500 en alterna y de 75 a 750 en continua; tensión especial, de 500 a 1.000 en alterna y de 750 a 1.500 en continua. Tensiones nominales de distribución: 230 voltios entre fases en redes trifásicas de tres conductores; 230 entre fase y neutro y 400 entre fases en redes de cuatro conductores. Tipos de suministro, artículo 10: normal, en un solo punto por toda la potencia contratada; y complementarios o de seguridad, de socorro, 15 por 100 del contratado; de reserva, 25 por 100, para un servicio restringido de elementos indispensables; y duplicado, más del 50 por 100. La acometida es responsabilidad de la suministradora, artículo 15. Instalaciones de enlace: caja general de protección, principio de la propiedad del usuario; línea general de alimentación; elementos para contadores; derivación individual; caja para interruptor de control de potencia; y dispositivos generales de mando y protección. Las compañías facilitan las potencias o corrientes de cortocircuito máximas previsibles.
Instrucciones técnicas complementarias. Son 51, de la ITC-BT-01, terminología, a la ITC-BT-51, automatización y domótica. Destacables: 06 y 07, redes aéreas y subterráneas de distribución; 08, conexión del neutro y masas; 09, alumbrado exterior; 10, previsión de cargas; 11, acometidas; 12 a 16, instalaciones de enlace, esquemas, cajas generales, línea general, derivaciones individuales y contadores; 17, dispositivos generales de mando y protección e interruptor de control de potencia; 18, puesta a tierra; 22, 23 y 24, protección contra sobreintensidades, sobretensiones y contactos directos e indirectos; 25, número de circuitos en viviendas; 27, locales con bañera o ducha; 28, locales de pública concurrencia; 29, locales con riesgo de incendio o explosión; 31, piscinas y fuentes; 33, instalaciones provisionales de obras; 36 y 37, muy baja tensión y tensiones especiales; 38, quirófanos; 40, instalaciones generadoras; 47, motores; y 48, transformadores y condensadores.
Otras fuentes. El Reglamento de líneas aéreas de alta tensión se aplica a las de alterna trifásica a 50 hercios con tensión eficaz entre fases igual o superior a 1.000 voltios, clasificadas en tres categorías. El Reglamento de centrales, subestaciones y centros de transformación fija sus condiciones de seguridad. UNESA, Asociación Española de la Industria Eléctrica, agrupa a Iberdrola, Endesa, Unión Fenosa, Hidroeléctrica del Cantábrico y Viesgo, y elabora normas de las compañías para estandarizar instalaciones y reducir costes.
9.6. Valoración e intervención en incidentes con riesgo eléctrico
Valoración. Comienza con la llamada de aviso, recabando información; en el lugar, el mando pone en marcha el plan de acción valorando riesgos, envergadura, personal y material, y lo reconduce ante imprevistos. Hay que determinar si es alta o baja tensión, con o sin corriente, en intemperie, local, caseta o subsuelo, donde habrá gran acumulación de humos tóxicos combustibles. Pautas para reconocer la tensión: las líneas entre ciudades y pueblos suelen ser de alta y las del interior de baja; se calculan unos 10 kilovoltios por aislador; cuanto más altas y grandes las torres, mayor tensión, más aisladores, mayor distancia entre conductores y más de uno por fase.
Protocolo general en alta tensión. Cuatro pasos: valoración del tipo de incidente; corte de suministro, solicitado a la compañía con los datos de la placa y el número de subestación o centro de transformación, y en centros de intemperie o vegetación el número de apoyo; el personal de la compañía suele acudir físicamente para asegurar el corte visible de todas las líneas de entrada y salida; si no se puede cortar, se trabaja a distancia con monitores de agua o espuma; distancias de seguridad; y zonificar y balizar con cintas, impidiendo el acceso de personas y vehículos.
Protocolo específico de incendio en alta tensión. Los siniestros en subestaciones o centros forestales los provocan cables caídos o incendios de vehículos por contacto directo. Tras el protocolo general:
- Verificar el corte de energía: comunicado el corte, se comprueba que no hay tensión en las fases. En subestaciones se verifica que las líneas entrantes y salientes están en descargo, a tierra y en cortocircuito, con cuidado con transformadores e interruptores con gran volumen de aceite, que pueden romperse violentamente por sobrepresión. En centros cerrados de superficie o subterráneos, confirmado el corte, se solicita la puesta a tierra y el cortocircuito de las líneas que lo alimentan. En centros de intemperie con transformador al descubierto, si está clara la caja general de protección, se corta la baja tensión retirando fusibles rápidamente para evitar el cebado del arco o abriendo el interruptor; permanece tensión en bornas de entrada, por lo que se pide el corte a la empresa. El descargo es el estado particular de instalación fuera de servicio, con puesta a tierra y en cortocircuito por personal de la compañía presente, para trabajar con seguridad.
- Control de la propagación: aislar el incendio en un área, valorar riesgos cercanos y balizar según la tensión y la posible explosión de aparamenta. Con tensión se usan vehículos y monitores a ráfagas discontinuas de agua o espuma a gran distancia; sin tensión, desde el vehículo con instalación de manguera de 45 milímetros a salida de vehículo, bifurcación de 45 a 25 y mangajes de 25 con lanza de agua pulverizada, o directamente la salida de 45.
- Extinción: asegurada la zona y eliminada la tensión. Las subestaciones de gran tensión requieren trabajar a una distancia mínima de cinco metros con monitores; en las urbanas subterráneas se evacua el edificio y, aunque haya extinción automática, se actúa una vez cortado el suministro como en un incendio de interior sin visibilidad por los plásticos; los materiales suelen ser autoextinguibles salvo el aceite. Con transformadores en postes metálicos fuera de población, distancia de al menos vez y media la altura del poste y extinción con agua una vez cortada la alimentación; en casetas prefabricadas no emplear agua hasta verificar el corte. Si hay que intervenir con corriente, chorro discontinuo de espuma y control de gases calientes, sin acceder al centro aunque esté sin tensión; se emplea ventilación con la instalación en descargo. En centros de transformación con presencia eléctrica, delimitar la zona de alta y baja: en baja cortar y extinguir; en alta esperar el descargo. En intemperie, en descargo se usa agua o espuma; con suministro, chorro discontinuo para evitar la propagación.
- Vuelta a la normalidad: nueva evaluación, la compañía se encarga de la reparación y los bomberos emiten el parte. Los ocho pasos de un incendio de alta tensión: valoración; solicitar el corte aportando datos de placa y número de subestación o centro; respetar la distancia de seguridad; zonificar y balizar; verificar el corte; controlar la propagación; extinguir; y restablecer la normalidad.
Protocolo de rescate en alta tensión. Casuística desde una grúa en contacto con líneas hasta accidentes en alumbrado. El rescate de personas es prioritario frente a la extinción y exige prudencia pese a la presión mediática, porque la electricidad no se ve. Pasos: valorar recursos, pértiga aislante, detector de tensión para pértiga luminoso o acústico-luminoso, pértiga y gancho de rescate, alfombrilla y banqueta aislantes y guantes dieléctricos; valorar riesgos inminentes, incendio por conductor caído en suelo forestal, explosión del depósito de un transformador o interruptor, latigazo de un cable roto por reenganche, y evitar la caída de la víctima; proceder al rescate: si la víctima no está en contacto con partes en tensión se la aleja manteniendo distancias; si permanece en contacto, antes de rescatar hay que confirmar el corte con la suministradora y que la instalación esté en descargo, a tierra y en corto, y si no hay confirmación se retira con medios adecuados. En alumbrado público se localiza el armario o cuadro general de baja que alimenta la instalación y se abre el interruptor general o los magnetotérmicos retirando los fusibles; si no es posible de día, se actúa en las farolas anterior y posterior desconectando o cortando los cables de los cuatro bornes de su caja de conexión; si es urgente de noche, se retira con destornillador aislado la tapa y se cortan con cizalla dieléctrica dos o más cables a la vez provocando un cortocircuito que dispare los magnetotérmicos, dejando los cables cortados en contacto por si hubiera rearme. Maquinista no afectado por contacto de su máquina con una línea: cortado el suministro se retira la máquina y se le avisa de que permanezca dentro, protegido por el efecto jaula de Faraday; si no hay corte y la máquina arde, debe saltar lo más lejos posible sin tocarla y alejarse con pasos cortos o a saltitos con los pies juntos. Después, primeros auxilios, extinción si procede con medios adecuados a la tensión y vuelta a la normalidad con informe.
Protocolo general en baja tensión. Corte del suministro vía compañía si el incendio está fuera del centro de transformación y dentro de su propiedad, o por el equipo de intervención si es dentro de la vivienda. Formas de corte:
- Líneas de distribución: buscar el cuadro de baja y retirar los fusibles rápidamente; después cortar el trenzado soltando las bridas, separando los cables con herramienta aislante y cortando los conductores uno a uno, el neutro en último lugar, con cizalla dieléctrica.
- Caja general de protección: cortar con cizalla dieléctrica el cable de acometida; las entradas suelen ser por arriba y las salidas por abajo.
- Centralización de contadores: retirar los fusibles de la caja general que alimentan el cuadro; al quitar el interruptor general de maniobra quedan fuera de servicio ascensores y ventilación forzada de garajes.
- Vivienda: localizar la caja general y retirar uno o tres fusibles según el grado de electrificación; si no, interruptor general de maniobra del cuarto de contadores; si tampoco, abrir diferencial, interruptor general y PIA del cuadro de la vivienda.
- Vivienda unifamiliar o industria: armario de protección y medida en fachada junto a la entrada; abrir el interruptor general de maniobra y retirar los fusibles uno a uno lo más rápido posible para evitar el cebado del arco; comprobar que no hay generadores. Y observar la distancia de seguridad recomendada.
Extinción en baja tensión. Control de la propagación refrigerando con extintores de polvo químico, CO2 y polvo polivalente ABC; sin corriente, también agua pulverizada o espumas. Extinción cortado el suministro con manguera de 45 milímetros, bifurcación 45 a 25 y lanza de 25 en intemperie; en gran envergadura, mangajes de 45 y monitores; en caseta, local o subterráneo, extintores de CO2 o ABC, o agua o espuma con ventilación. En líneas trenzadas, polvo químico seco o polivalente; si hay cortocircuitos es más difícil y hay que cortar; agua pulverizada con corte rápido para enfriar el aislamiento y chorro discontinuo si está a altura inaccesible. En la caja general, polvo, y con cortocircuitos, cortar, o agua pulverizada de corte rápido. En la centralización de contadores, siempre que sea posible CO2 y, si no es eficaz, polvo ABC; con cortocircuitos, cortar y agua pulverizada. Vuelta a la normalidad: puede que no se pueda rearmar el cuadro si se han destruido las protecciones; el propietario repara; informe.
Rescate en baja tensión. Material: alfombra aislante, extractor de fusibles, cizalla aislante, llaves de cruceta y alicate aislados, cortacables aislado, destornilladores de estrella y plano aislados, guantes dieléctricos y de trabajo, pinza amperimétrica, comprobador de tensión o polímetro y traje de protección. En centros de transformación se guarda la distancia de seguridad con banqueta, pértiga y guantes; nunca contacto a mano descubierta con partes desnudas o ropas mojadas de la víctima. En viviendas no es necesaria distancia de seguridad, pero sí el equipo de protección. Rescate con primeros auxilios inmediatos; extinción si procede; avisar a la empresa eléctrica para estadísticas y mantenimiento; informe.
Valoración dinámica. El plan de acción original puede empeorar la situación: si en el incendio de un transformador con miles de litros de aceite se vierte agua y desborda la balsa, se propaga el incendio como en un fuego de hidrocarburos. Si las acciones no conducen al fin pretendido hay que reevaluar y cambiar el plan. Tres posibilidades de actuación: defensiva para cortar la propagación, ofensiva para un corte efectivo y rescate, o una mezcla de ambas.
9.7. Cifras y datos clave
Carga eléctrica Q en culombios; intensidad en amperios, amperímetro en serie; tensión en voltios, voltímetro en paralelo; resistencia en ohmios; conductividad sigma en siemens por metro, resistividad rho en ohmios por metro; ley de Ohm, intensidad igual a tensión partido por resistencia; efecto Joule. Potencia activa en vatios, por resistencias, la que se factura; reactiva en voltiamperios reactivos, por bobinas y condensadores; aparente en voltiamperios; factor de potencia coseno de fi; baterías de condensadores en paralelo. Aluminio, 60 por 100 de la conductividad del cobre. Red española 230 voltios fase-neutro y 400 entre fases, 50 hercios; trifásica con desfase de 120 grados, estrella y triángulo. Alta tensión más de 1.000 voltios alterna y 1.500 continua; generación a 20 kilovoltios, transporte de 66 a 380; categorías más de 66, de 30 a 66 y de 1 a 30 kilovoltios; 10.000 voltios por aislador, más de seis, cuatro a seis y menos de tres; hilo de guarda; reenganches uno, dos o tres según red subterránea mayor del 70, entre 30 y 70 o menor del 30 por 100, en máximo tres minutos; media tensión 10 a 45 kilovoltios, distribución a 11 o 20; centros de transformación a 380 y 220 voltios; elevadoras a 132, 220 o 400; reductoras a 15, 20, 45 o 66; SF6; piraleno prohibido; ferrocarril 3 kilovoltios continua, alta velocidad 25 kilovoltios alterna. Acometida y caja general por cada 160 kilovatios; fusibles cilíndricos hasta 80 amperios; hasta 16 contadores; ICP unipolar precintado, IGA, diferencial de 30 miliamperios, PIA bipolares; electrificación básica 5.750 vatios con C1 a C5, elevada 9.200 vatios con C6 a C12; reducción del 40 por 100; telurómetro. Muerte a partir de 60 voltios; contacto directo, limitar a menos de 1 miliamperio, elevar a 2,5 metros o enterrar a 1 metro; clase A impide el paso, clase B corta. Cinco reglas de oro: abrir con corte visible, enclavar, comprobar ausencia de tensión, poner en corto y a tierra, acotar y señalizar; en baja, la segunda cuando sea posible y la cuarta y quinta recomendables. Distancias: 5 metros sobre 66.000 voltios, 3 metros por debajo; subterráneas 0,5 metros manual y 1 metro mecánico; tabla de 0,5 metros hasta 1 kilovoltio a 4 metros hasta 380. Accidentes: 35 por 100 directo, 17 indirecto, 48 arco; 2.000 al año, 0,4 por 100 de los laborales con incapacidad y 6 por 100 de los mortales. Umbral de no soltar 10 miliamperios; umbral de seguridad 30 miliamperios sin límite de tiempo; alterna zona 1 hasta 0,5 miliamperios, continua hasta 2; fibrilación con al menos un segundo; resistencia de la piel 1.000 a 100.000 ohmios, 1.600 seco, 800 húmedo, 200 sumergido, bomberos menos de 1.000; tensión de seguridad 50, 25 y 12 voltios; tetanización 10 miliamperios a 50 hercios, 90 en continua, 80 a 5 kilohercios; continua cuatro veces menos peligrosa; máximo daño a 50 o 60 hercios; fibrilación por debajo de 2.000 voltios; palpar con el revés de la mano. REBT Real Decreto 842/2002; muy baja tensión hasta 50 alterna y 75 continua, usual hasta 500 y 750, especial hasta 1.000 y 1.500; suministros de socorro 15 por 100, reserva 25, duplicado más del 50; ITC-BT-17 ICP, 18 tierra, 25 circuitos, 28 pública concurrencia, 29 riesgo de incendio; 51 instrucciones. Intervención: ocho pasos en incendios de alta tensión; monitores a mínimo 5 metros; poste, vez y media su altura; manguera de 45 con bifurcación 45-25 y lanzas de 25; corte de conductores uno a uno, neutro el último; farolas, cortar dos o más cables a la vez; jaula de Faraday, saltar con pies juntos; contadores, CO2 y luego ABC.