Aunque el uso de energía eléctrica se ha convertido en algo cotidiano, nos olvidamos de los riesgos que implica trabajar con ella: los más comunes son condiciones inseguras en el trabajo o el descuido y negligencia de las personas.
La eliminación de estos riesgos requiere de todas las precauciones y abarca desde el inicio de la obra y de la instalación del sistema eléctrico, hasta los equipos, especificaciones, montaje, operación y la capacitación del personal.
Los riesgos más comunes que causan lesiones o la muerte son:
- choque eléctrico
- arco eléctrico
- explosiones de arco
CHOQUE ELÉCTRICO
Casi todas las personas conocen el ruido de un choque eléctrico, incluso la electrocución, para evitarlo se han establecido una serie de normas de seguridad. No obstante, muy pocas personas entienden que no es necesaria una gran descarga para causar la muerte.
Los factores que influyen en el daño al organismo en un choque eléctrico son:
- duración;
- el tipo de contacto y la resistencia interna del cuerpo;
- características del circuito eléctrico: corriente, resistencia, frecuencia y tensión;
- condiciones ambientales que modifican desfavorablemente la resistencia del cuerpo al contacto;
- la trayectoria de la corriente a través del cuerpo, determinado por el lugar de contacto y la química interna del cuerpo.
Como es sabido, el cuerpo humano contiene agua y electrolitos que son altamente conductores, además nuestra resistencia a la corriente alterna es limitada;, esta resistencia del organismo depende de las funciones de las capas interna y externa, de la temperatura ambiental, así como de la temperatura ambiental, así como de la presencia o ausencia de humedad.
Tabla de valores de la resistencia humana según diferentes casos de contacto con la piel. Tomada de Deleterious Effects of Electric Shock, Charles F. Dalzie.
Contacto con el dedo:
Resistencia húmeda: 4.000 Ω - 15,000 Ω
Resistencia seca: 40,000 Ω - 1,000,000 Ω
Cable en la mano:
Resistencia húmeda: 3,000 Ω - 6,000 Ω
Resistencia seca: 15,000 Ω - 50,000 Ω
Pinzas en la mano:
Resistencia húmeda: 1,000 Ω - 3,000 Ω
Resistencia seca: 5,000 Ω - 1,000 Ω
Contacto con la palma de la mano:
Resistencia húmeda: 1,000 Ω - 2,000 Ω
Resistencia seca: 3,000 Ω - 8,000 Ω
Mano mojada:
Resistencia húmeda: 200 Ω - 500 Ω
Resistencia seca: .
Pie mojado:
Resistencia húmeda: 100 Ω - 300 Ω
Resistencia seca: -
Cuerpo humano interno (se excluye la piel):
Resistencia húmeda: 200 Ω - 1,000 Ω
Resistencia seca: 200 Ω - 1,000 Ω
Ejemplo:
Usted está cambiando el foco de su casa y tiene unas pinzas en la mano, que está seca. Si por accidente entrara en contacto con la alimentación de la red de 127 VCA.
La resistencia que su organismo ofrecerá al flujo de corriente será de 5,000 Ω (ohms). De acuerdo a la Ley de Ohm, la corriente que circularía por su organismo sería de 127 VCA / 5,0000 Ω = 0.025A = 25mA.
Puede parecer un valor pequeño, pero si consideramos que el límite máximo para niños y adultos es de 4mA a 6mA, podemos imaginar las consecuencias de sufrir un "toque" con un simple foco.
Una corriente de esta magnitud puede causar contracción muscular, lo que imposibilita para soltar la fuente de corriente, el nivel necesario para producir este fenómeno se conoce como umbral de no soltar.
Tabla de efectos fisiológicos producidos por el paso de corriente alterna (50/60Hz). Los síntomas se presentan después de 3 segundos, y si se exceden los 10 segundos causarán la muerte.
0.5 mA = Umbral de percepción, no se observan sensaciones ni efectos.
6 mA = Choque violento, sin pérdida del control muscular.
10 mA = Umbral de no soltar, calambres y movimientos musculares reflejos (tetanización).
15 mA = Fuerte dificultad respiratoria.
25 mA = Contracciones musculares, agarrotamiento de brazos y piernas con dificultad de soltar objetos, aumento de la presión arterial y dificultad para respirar.
30 mA = Nivel de parálisis respiratoria.
40 mA = Fuerte tetanización, irregularidades cardíacas, quemaduras y asfixia a partir de 4 segundos.
75 mA = Nivel de fibrilación cardíaca irreversible.
100 mA = Efectos anteriores con mayor intensidad y gravedad, fibrilación y arritmias cardíacas, paro cardíaco.
1 A = Fibrilación y paso cardíaco, quemaduras muy graves y alto riesgo de muerte.
5 A = Quemaduras muy graves, paro cardíaco con elevada probabilidad de muerte.
Este nivel varía con frecuencia, normalmente la corriente directa colo causa un tirón y es considerada menos peligrosa a niveles bajos de voltaje, pero la corriente alterna en rangos de frecuencia de las señas musculares 40-50 Hz son más serias.
LESIONES SEGÚN EL TIEMPO DE EXPOSICIÓN
Es mucho más probable que se electrocute una víctima que no es capaz de soltarse de la parte viva o energetizada que alguien que reacciona rápidamente y se suelta de ella. La victima que se expone solo fracciones de segundo es menos susceptible a lesiones.
Ahora bien, además de a magnitud de la corriente, las trayectorías también son determinantes en el daño que recibe el organismo. Las más dañinas son las que pasan a través del corazón, trayectorias de alto riego, como se observa en la figura de abajo.
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| Recorridos más peligrosos de la corriente eléctrica, provocando choque eléctrico en el cuerpo humano. Dibujado por Arq. R. Ramírez. |
En resumen, una exposición prolongada a una corriente de 60Hz de 10mA o a más puede ser terrible porque provoca fibrilación ventricular, arritmia cardíaca o un paro cardíaco. Por esta razón es necesario contar con una protección contra falla a tierra, los interruptores automáticos están calibrados para activarse con un valor de corriente de 4mA.
ARCO ELÉCTRICO
Un arco eléctrico es el paso de corriente eléctrica entre dos conductores a través de gas ionizado. Este arco es iniciado por la introducción de algún material conductor, por ejemplo un desatornillador o pinzas. Su fuerza está en función de la magnitud de la corriente involucrada en el corto circuito.
Es sabido que en un choque eléctrico puede en un caso extremo causar la muerte, sin embargo, como muchas personas han recibido choques pequeños sin consecuencias graves, esto los vuelve descuidados. Pocas personas toman en cuenta la naturaleza extrema de los arcos eléctricos y el riesgo de quemaduras severas.
Los efectos típicos del arco eléctrico se resumen en los siguientes:
Fuego
Quemaduras graves o fatales pueden ocurrir a distancias de más de 3 metros de la fuente del arco; además de las ocasionadas por destello, la ropa inflamable puede encenderse y ocasionar quemaduras adicionales.
Calor radiante
Las temperaturas pueden alcanzar los 20,000°C al final del arco. Esto provoca la vaporización de cualquier material.
Los tipos de quemaduras en accidentes eléctricos pueden ser de tres tipos:
- Eléctricas: con daños en el tejido, superficial o profundo; ocurren porque el cuerpo no es capaz de disipar el calor producido por el flujo de corriente. Este tipo de quemaduras tarda en sanar.
- De arco: similares a las quemaduras de calor de fuente a altas temperaturas. Las temperaturas generadas en estos arcos pueden fundir los materiales cercanos, vaporizar los metales, quemar la carne y las ropas en distancia de 3 metros o más.
- De contacto térmico: suceden por contacto de la piel con superficies calientes de conductores eléctricos supercalentados o ropa encendida.
EXPLOSIÓN DE ARCO
Cuando se produce un arco eléctrico las temperaturas alcanzadas son del orden de los 20,000°C. Esta temperatura causa la fundición, vaporización y expansión de los materiales cercanos, así como la del aire alrededor, lo que crea una onda expansiva, que es otra causa de lesiones, puede ser, por ejemplo, producir lesiones auditivas, impacto por efectos, conmoción cerebral, etcétera.
De igual manera, la presión generada en un arco de alto voltaje es capaz de afectar las estructuras a su alrededor: en un estudio se descubrió que un arco producido por una corriente de 100kA y 10kV puede destruir un muro a una distancia de hasta 12 metros. Si la corriente involucrada es de solo 25mA puede destruir un muro de 3 metros y crear una presión de 13.6 kg/cm2, esto es una fuerza total de 217 kg de presión sobre una persona, por lo que puede aventarla con la fuerza de una explosión.
