Evaluación de Riesgo Por Arco Eléctrico.

EVALUACION DE RIESGO POR ARCO ELECTRICOEl que retiene algo que no necesita es igual a un ladrón. Mahatma Gandhi Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. Adrián Antillón González Página 1 TABLA DE CONTENIDO PAG. 1. INTRODUCCION 3 2. JUSTIFICACION 3 3. CONCEPTOS PARA EL ESTUDIO DE RIESGO POR ARCO ELECTRICO 4 4. ESTUDIO DE RIESGO POR ARCO ELECTRICO 12 5. EQUIPO DE PROTECCION 29 6. SOLUCIONES AL PROBLEMA DE ARCO ELÉCTRICO 44 7. RECOMENDACIONES 48 8. CONCLUSIONES 54 9. DEFINICIONES 54 10. REFERENCIAS 57 Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. Adrián Antillón González Página 2 1.- Introducción: En las plantas industriales la seguridad de las personas y de las instalaciones, es de vital importancia y las empresas que quieren ser competitivas deben cumplir con Normas y Estándares de Seguridad en sus instalaciones. La evaluación de arco eléctrico (Arc Flash) ayudará a determinar las distancias, límites de seguridad requerida y riesgos por arco eléctrico, evitando lesiones o muerte al personal de operación y mantenimiento eléctrico. Con ésta información se especificará el equipo de protección personal requerido así como las etiquetas de advertencia para el trabajo seguro en éstos equipos que deberán colocarse en las puertas de los cubículos de los tableros. En las empresas es necesario que el personal esté capacitado, tenga el equipo de protección personal (EPP) adecuado, los equipos eléctricos como Tableros de distribución en media y baja tensión, centros de control de motores (CCM) sean seguros y estén dentro de valores aceptables de su capacidad así como también que los interruptores estén de acuerdo a lo valores de cortocircuito y que exista coordinación de protecciones. Todo esto da como resultado beneficios y uno de ellos es sin duda la disminución y por qué no pensar en tener cero accidentes por arco eléctrico, mayor productividad, actualización de diagramas unifilares, generación de compromisos de seguridad ante la sociedad y contar con equipo eléctrico que disminuye los efectos del arco eléctrico cuando este se presenta. Para poder realizar el estudio de arco eléctrico son necesarios dos estudios importantes como lo son el estudio de cortocircuito y coordinación de dispositivos de protección. 2.- Justificación: La seguridad dentro y fuera de las plantas industriales es importante, por ello que el estudio de Arco Eléctrico permitirá poder seleccionar el adecuado dimensionamiento del equipo de protección personal, así como tener presentes Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. Adrián Antillón González Página 3 los riesgos implícitos por exposición al arco eléctrico para poder reducir o evitar siniestros, tales como quemaduras fatales que propiciarían un periodo largo de recuperación del personal afectado y en su caso hasta la muerte; significando pérdidas humanas, económicas y de producción para la empresa, además de la sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión cumpliendo con la Normatividad Nacional (NOM-029-STPS-2005). El uso de equipo de protección personal, tal vez no garantice la exposición a las altas temperaturas y los daños por las explosiones, pero si reduce las quemaduras a grados considerados curables. El tener una planta segura nos permitirá: * Tener condiciones seguras de trabajo. * Elevar la continuidad. * No tener pérdidas económicas debido a los paros, pago de incapacidades y atenciones médicas. * Realizar los programas de mantenimiento en condiciones seguras. * Cumplir con la normatividad de seguridad eléctrica. 3.- Conceptos para el estudio de Arco Eléctrico *Arco Eléctrico El estudio de arco eléctrico determina la energía incidente, distancias de seguridad, el equipo de protección personal (EPP) a utilizar y permite conocer los riesgos por exposición al arco eléctrico para reducir o eliminar peligros que acechan al personal de operación y mantenimiento eléctrico de la planta. *Definición de Arco Eléctrico Un arco eléctrico o falla por arco eléctrico es un destello de corriente eléctrica a través del aire en un equipo eléctrico, debido a un conductor energizado expuesto a otro o a un equipo conectado a tierra. El arco eléctrico por falla en los sistemas eléctricos es un peligro grande por la exposición de altas temperaturas y serios daños por quemaduras. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. Adrián Antillón González Página 4 Los arcos eléctricos producen calor intenso, explosiones sonoras y ondas de presión. Se tienen temperaturas extremadamente altas, intenso calor radiante que pueden encender la ropa y causar severas quemaduras que pueden ser fatales. *Causas de Arco Eléctrico Los arcos pueden ser causados por los siguientes causas: * Polvo e impurezas. Polvo e impurezas en las superficies de los aislamientos pueden proveer un camino a la corriente, permitiendo un arco eléctrico y crear una descarga a través de la superficie. Esto puede crear un arco mayor. * Corrosión. La corrosión de partes de los equipos puede proporcionar impurezas en la superficie de los aislamientos. La corrosión también debilita el contacto entre las terminales, incrementa la resistencia de contacto a través de la oxidación u alguna otra contaminación corrosiva. * Condensación de vapor y goteo de agua pueden causar camino en la superficie de los materiales aislantes. Esto puede crear un destello por arco eléctrico a tierra e incrementar el potencial de arco eléctrico. * Contactos accidentales. Contacto accidental con partes energizadas expuestas. * Sobretensiones a través de espacios estrechos. Cuando las distancias de aire entre los conductores o fases son muy pequeñas (debida a la mala calidad y daño de los aislamientos de los materiales), los arcos pueden ocurrir durante las sobretensiones temporales. * Falla por aislamiento de los materiales. * Procedimientos impropios de trabajo. * Mala utilización o diseño de los equipos. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. Adrián Antillón González Página 5 estos se expanden en volumen (por ejemplo el Cobre 67. Esto resulta en una explosión con muy alta presión del aire. Ondas de presión 7.426 °C. Aire caliente con rápida expansión 6. Cuando los materiales son evaporizados. Calor a 19426 °C 2. Fusión de metales 4. Vapor de cobre. Ondas de sonidos 8.1 Naturaleza del Arco Eléctrico Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing.000 veces y el Agua 1670 veces). Arco Eléctrico 1. Partículas Figura 1.*Naturaleza del Arco Eléctrico El arco eléctrico produce algunas de las mayores temperaturas conocidas que ocurren en la tierra. se expande 67 000 veces 3. Luz intensa 5. Todos los materiales conocidos son evaporizados a esta temperatura. El intenso calor del arco causa la expansión súbita del aire.La explosión puede propagar el metal derretido en el aire a mayores distancias con gran fuerza. Adrián Antillón González Página 6 . En la siguiente figura se muestra el arco eléctrico entre dos terminales y se describen cada consecuencia al ocurrir dicho arco. alrededor de 19. * Presión. * Objetos. El sonido puede tener una magnitud hasta de 140 dB a una distancia de 60. Quemaduras fatales pueden ocurrir aun cuando la víctima se encuentra a cierta distancia del arco.*Riesgos por Arqueo de una Falla. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. * Ropa. Algunos de los riesgos del arqueo de una falla son las siguientes: * Calor. * Pérdida auditiva por explosión sonora. La ropa se quema a varios metros. a) Mano quemada por arco eléctrico b) Áreas quemadas donde hubo contacto de la ropa con la piel Figura 1. El arco puede producir una explosión a una alta presión que libera los metales en forma de gota o fragmentos que podrían penetrar el cuerpo humano. Serias quemaduras son comunes hasta una distancia de 3 metros.96 cm del arco. desmayándolos y la presión en el pecho puede ser mayor a 140 kg/cm2. Origina una explosión que puede lanzar a los trabajadores. Ing. Adrián Antillón González Página 7 . pueden sufrir quemaduras más severas que la piel expuesta.2 Quemaduras ocasionadas por arco eléctrico. Las áreas del cuerpo humano cubiertas por la ropa. Figura 1. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. De acuerdo con estadísticas de la Asociación Americana de Quemaduras (American Burn Association) por daños de quemadura por arco eléctrico. Adrián Antillón González Página 8 .9 2 2 - 60 70 75% - 75% - 80 - - 85 - 90 50% 50% - 100 25% 2 2 2 2 2 25% 2 2 50% - - 2 25% - 2 25% - Porcentaje de quemaduras en el cuerpo.3 Probabilidad de sobrevivencia Porcentaje de sobrevivencia 20-29.9 2 75% - 20 - - - 30 - - - 40 - - 75% - - - 50% - 50 2 Rango de Edad 30-39.9 40-49. Ing.0 Porcentajes de sobrevivencia en las personas de acuerdo a su edad. la probabilidad de sobrevivir decrece con el incremento de la edad en la persona.*Probabilidad de Sobrevivencia.9 15 - 50-59. Tabla 1. debido a quemaduras eléctricas. estadísticas muestran que causan daños considerables. incendios y explosiones en los Estados Unidos de Norteamérica. El Buro de estadísticas laborales (Bureau of labor statistics) informa que en 1994. si en su caso sufrió quemaduras del 50%. a mayor edad y con un porcentaje alto de quemaduras. * Complejidad de la tarea a desarrollar.9 años y si sólo sufrió quemaduras del 25%. fueron reportados 11. * Litigación por honorarios. por ejemplo si tomamos el rango de 5059. Adrián Antillón González Página 9 . sólo tiene la probabilidad de sobrevivir del 60%. coordinación con el ayudante. Aunque no hay un costo establecido para un daño orgánico se pueden citar los siguientes costos directos: * Tratamiento que puede exceder el $ 1 000 000 pesos. Aunque los incidentes por arco eléctrico no son muy comunes. El censo de daños fatales arrojó que 548 empleados han muerto debido a la exposición a la corriente de eléctrica y 6.Explicación: Una persona tiene posibilidad de sobrevivir al 100% si se encuentra en el rango de edad de 20-29. * Condiciones de equipo. menor será la probabilidad de sobrevivir. daños por choque eléctrico. * Vestimenta. * Herramientas usadas. espacio márgenes de seguridad disponible y otros. *Exposición potencial al arco eléctrico.548 por incendios y explosiones en el trabajo. El tratamiento de la piel puede requerir años con rehabilitación y medicamento. * Pérdidas de producción. electrocución. necesidad de utilizar la fuerza.9 años. Una persona de edad avanzada.153 casos por ausencia en el trabajo. La probabilidad de la exposición al arco eléctrico depende de lo siguiente: * Número de veces que los trabajadores se ubican cerca de equipo energizado. *Impactos por arco eléctrico (Arc flash) en el cuerpo humano. Ing. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. destreza mental. Esto quiere decir. habilidades físicas. esto en USA. La victima puede no regresar a su trabajo o puede ya no tener la misma calidad de vida. La NFPA 70E-2012 (Standard for Electrical Safety in the Workplaces) tiene como propósito principal el proveer información para la seguridad en el área de trabajo y está basada para lugares donde se realizan algunas actividades como: instalación. Ing. Frontera de aproximación restringida. operación. así como también proporcionar los métodos para el cálculo de la energía incidente y el arco eléctrico. 3. de acuerdo al nivel de energía incidente calculado. 2. Frontera de aproximación limitada. Es la distancia a una exposición de un conductor eléctrico energizado o parte del circuito en el cual se incrementa el riesgo por choque eléctrico debido a un arco eléctrico combinado por movimiento inadvertido del personal que está trabajando en una proximidad cerrada al conductor energizado o parte del circuito. Es cuando se puede dar un arco eléctrico por destello.2 cal/cm2 es mayor a 0. La energía incidente de 1. Es una distancia a un conductor expuesto energizado o parte del circuito en el cual el trabajo es considerado en contacto con el conductor expuesto energizado o parte del circuito. Frontera de protección del arco. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. mantenimiento. *Fronteras de protección de arco eléctrico. Es un valor considerado para un umbral de una quemadura de segundo grado. Su objetivo principal es el de proporcionar información para seleccionar el equipo de protección personal (EPP). Las cuatro fronteras de protección son: 1. Frontera de aproximación prohibida. Adrián Antillón González Página 10 .Cálculo con la Norma NFPA-70E-2012 (Frontera de protección).1 seg. 4. o remoción de algún equipo eléctrico. Es el límite de aproximación a una distancia de una exposición de un conductor eléctrico o parte de un circuito energizado dentro del cual existe peligro por choque eléctrico. un límite de aproximación a una distancia de una posible fuente de arco dentro de la cual una persona puede recibir una quemadura de segundo grado por arco eléctrico. 8 m (19 ft 0 in) 7.1 m (3 ft 9 in) 1.0 m (10 ft 0 in) 3.7 m (2 ft 2 in) 0.2 m (23 ft 9 in) No especificada 1. fase a fase Menor que 50 V 50 a 300 V 301 a 750V 751 V a 15 kV 15.0 m (3 ft 6 in) 1.0 m (3 ft 6 in) 1.2 m (3 ft 10 in) 1.6 m (5 ft 2 in) 2. Tabla de fronteras de aproximación a partes energizadas.3 m (0 ft 10 in) 0. Adrián Antillón González Página 11 .7 m (15 ft 5 in) Tabla 1.0 m (10 ft 0 in) 3.0 m (10 ft 0 in) 3.4 Fronteras de protección de arco eléctrico.1 a 36 kV 36.7 m (15 ft 4 in) 5.8 m (2 ft 7 in) 0.5 m (8 ft 0 in) 3.5 m (5 ft 0 in) 1. Ing.5 m (8 ft 0 in) 2.9 m (15 ft 11 in) (5) Frontera limitada prohibida No especificada Evitar contacto 25 mm (0 ft 1 in) 0.8 m (9 ft 2 in) 3.0 m (10 ft 0 in) 3.1 Limites de aproximación a conductores o partes de circuito energizados para protección contra choque eléctrico.0 m (10 ft 0 in) 3.0 m (10 ft 0 in) 3.4 m (1 ft 5 in) 0.8 m (2 ft 9 in) 1.0 m (3 ft 4 in) 1. (1) (2) (3) Frontera limitada Rango de sistema de tensión nominal.5 kV 72.Fig.3 m (1 ft 0 in) 0.7 m (15 ft 4 in) 5. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.2 m (23 ft 9 in) (4) Frontera de aproximación limitada.0 m (3 ft 3 in) 1.0 m (10 ft 0 in) 3.6 m (8 ft 8 in) 3.2 m (0 ft 7 in) 0.5 m (8 ft 0 in) 2.6 a 121 kV 138 a 145 kV 161 a 169 kV 230 a 242 kV 345 a 362 kV 500 a 550 kV 765 a 800 kV Conductor expuesto móvil Parte expuesta de circuitos fijos No especificada 3. incluye movimiento involuntario No especificada Evitar contacto 0.8 m (2 ft 9 in) 1.8 m (6 ft 0 in) 2.8 m (19 ft 0 in) 7.4 m (11 ft 0 in) 3.0 m (13 ft 0 in) 4. 1.3 m (4 ft 3 in) 1.5 m (11 ft 4 in) 4.1 a 46 kV 46.6 m (2 ft 2 in) 0.1 a 72.6 m (11 ft 8 in) 4.3 m (10 ft 8 in) 3.0 m (13 ft 0 in) 4.0 m (3 ft 4 in) 1.7 m (5 ft 8 in) 2.6 m (11 ft 10 in) 4.6 m (11 ft 8 in) 4. lentes. el cual debe ser del tipo y calidad para proteger todas las partes del cuerpo que estén expuestas al Arco Eléctrico. tal vez no garantice la exposición a las altas temperaturas y los daños por las explosiones.4. ya que ambos estudios aportan la información necesaria para realizar el análisis de los riegos por arco. distribución. El uso de equipo de protección personal. protector para cara.IEEE Standard 1584 Con el estudio de Arco Eléctrico y el adecuado dimensionamiento del equipo de protección personal se pueden evitar siniestros. El cálculo de los riesgos por arco eléctrico es realizado mediante diversos métodos. Adrián Antillón González Página 12 . Los resultados del análisis de los riesgos por arco son usados para identificar el límite de protección de flasheo y la energía incidente en las distancias de trabajo asignadas a través de cualquier punto o nivel en el sistema de generación eléctrica. Ing. económicas y de producción para la empresa. tales como quemaduras fatales que propiciarían un periodo largo de recuperación del personal afectado y en su caso hasta la muerte. la necesidad de precisión.. requiere que lo realice personal calificado. casco. guantes y zapatos de seguridad. significando pérdidas humanas. El análisis debe ser realizado en asociación con los estudios de cortocircuito y de coordinación de protecciones. transmisión. Otra de las utilizaciones de los resultados obtenidos del análisis de riesgo por arco. el cual debe darse cuenta de las limitaciones que el método contiene. con la finalidad de obtener los mejores resultados. además de sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión.NFPA 70E . es especificar el equipo de protección personal (EPP) adecuado. El método elegido puede estar basado en la información disponible. volúmenes de cálculo de trabajo. Los métodos para el análisis son de acuerdo a lo establecido por las siguientes normas: . la disponibilidad y la calidad del programa de riesgo eléctrico.Estudio de Riesgo por Arco Eléctrico. Cualquier método empleado. pero si reduce las quemaduras a grados considerados curables. Dicho EPP está conformado por ropa resistente a la flama. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. que deberá evaluar las limitantes de los métodos empleados y además deberá desarrollar el análisis de ingeniería. Este es una práctica para sistemas con múltiples fuentes y escenarios de interconexiones donde se requiere de precisión. donde es posible tener los resultados en una tabla. La tabla 130. Este calculador requiere el uso de datos de la corriente de falla por cada punto y los tiempos de disparo de equipos de protecciones por cada fuente. obteniendo resultados instantáneos. 4. necesidad de precisión. El estándar IEEE 1584 viene con hojas de cálculo en Excel. se realizan las corridas en poco tiempo. 1. La elección del método puede ser basada en la información obtenida por el volumen del cálculo de trabajo. 3.1584. nivel de peligro y nivel de peligro. Cálculos manuales. para sistemas de distribución radiales pequeños. Los cálculos de riesgo por arco se realizan por los métodos antes mencionados. disponibilidad de los recursos y del riesgo por arco eléctrico. 2. El software utilizado para el cálculo de arco eléctrico se apoya en la NFPA70E e IEEE.*Métodos de cálculo. es un método usado para pequeños sistemas radiales y es el último en cuanto al grado de precisión porque es muy generalizado ya que las tablas no proveen con exactitud el rango de cal/cm2 requerido para el equipo de protección personal. será desarrollado por una persona calificada. Adrián Antillón González Página 13 . Hojas de cálculo. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Este método es limitado para pequeños sistemas radiales y los errores se incrementan con el tamaño del sistema. y existan cambios todo el tiempo. Cualquier método que sea usado. Se pueden desarrollar cálculos manuales utilizando las ecuaciones de la NFPA 70E-2004 y la IEEE 1584. Similares hojas de cálculo puede ser usadas con la NFPA 70E. valores de energía incidente en cal/cm2. Software comercial. mostrando las barras colectoras del sistema eléctrico. Ing.7 (C) (15) (a) de la NFPA 70E-2012 provee un simple camino para determinar categoría del riesgo sin embargo estas tablas simplificadas. Una vez que los datos son llevados al software. sistemas de clasificación mayores de 600 V.2. Limitación de los métodos de cálculo Sección D. Ing. Adrián Antillón González Calcula la energía incidente y límite de arco eléctrico para: 208 V a 15 kV. Página 14 .6 Ralph Lee papel Calcula la energía incidente para arco de tres fases en el aire abierto.5 Doughty/Neal paper Calcula la energía incidente para arco de tres fases en los sistemas nominal 600 V y mayores. Es importante investigar las limitaciones de cualquier método que se utilizará. trifásica.7 IEEE Std1584 Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. y 13 mm a 152 mm de espacio entre conductores. se vuelve más conservadora en cuanto se incrementa el nivel de voltaje.4 Fuente Ralph Lee Paper Limitaciones/Parámetros Calcula el límite del arco eléctrico para arco al aire libre. D. Las limitaciones de los métodos resumidos se describen en la Tabla siguiente. conservadora a más de 600 Volts se vuelve más conservadora en cuanto se incrementa el nivel de voltaje. D. se aplica a las corrientes de cortocircuito entre 16 kA y 50 kA D.Se resumen los métodos de cálculo disponibles para el cálculo de límites de arco eléctrico y energía incidente. D.3. D. 50 Hz a 60 Hz. 700 A a 106 000 A de corriente de cortocircuito. para ofrecer resultados más apegados a la realidad y evitar accidentes debido a una sobreprotección en los trabajadores.8 ANSI / IEEE C2 NESC. (The other Electrical Hazard.D. Ing. 1584-2002 estima la energía con ecuaciones desarrolladas de análisis estadísticos de mediciones tomadas en pruebas y es un método que fue desarrollado. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. La energía producida por un evento de arco eléctrico es proporcional al voltaje. 1985) El IEEE Std. Uso adecuado de equipo de protección personal. 2. 3. basado en el trabajo de Ralph Lee`s. c) Equipo de protección personal (EPP). Los accidentes con exposición al arco eléctrico puede ser reducidos por medio de: 1. Por lo tanto. Programas de seguridad. Proporciona información sobre cómo calcular energía del arco y establecer distancias límite para personal al trabajar cerca de equipos eléctricos energizados. Tabla 410-1 y Tabla 410-2 Calcula la energía incidente para aire libre de fase a tierra arcos 1kV a 500 kV para trabajar en línea viva. IEEE 1584-2002 llegó a la conclusión de que el tiempo de arco tiene un efecto lineal sobre energía incidente. corriente y la duración del evento (V • I • t). Electric Arc Blast Burns. Señalamientos y delimitando áreas. b) Documentación. *Diferencia entre el cálculo con la NFPA 70E y la IEEE 1584. Programas de seguridad a) Valoración del riesgo. El método de NFPA 70E estima la energía incidente basada en el valor teórico máximo de la energía disipada por una falla por arqueo (arcing fault). Adrián Antillón González Página 15 . Sección 410. reducir el tiempo de eliminación de la falla proporcionalmente reduce la magnitud del arco eléctrico. e) Entrenamiento a los trabajadores. No aterrizado. por medio de un grupo de trabajo de arco eléctrico. A continuación se enunciaran las fórmulas de cada uno de estos estándares. aterrizado. 8. 6. *Cálculo Arco Eléctrico con IEEE Std. 1584-2002.2 Parámetros y rangos Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. (flash-protection boundary) para todos los equipos. Documentar los voltajes y clases de equipo. 5. Determinar las corrientes de falla (bolted fault currents). 1584-2002 (Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations). 3. Determinar los modos de operación del sistema. 7. Pasos para el cálculo del arco eléctrico 1.d) Desarrollo de procedimientos para minimizar riesgos. 2. Estas ecuaciones están basadas en resultados de pruebas aplicables en las siguientes condiciones. Seleccionar las distancias de trabajo. Recolección de datos del sistema e instalaciones. Tener las características de los equipos de protección así como el tiempo de duración del arco. Determinar las fronteras de protección por arqueo. Determinar la energía incidente para todos los equipos. 9. cables. 4. Adrián Antillón González Página 16 . h) Plan de seguridad corporativo. f) Realizar mantenimientos preventivos g) Auditorias de seguridad. Determinar las corrientes de falla por arqueo (arc fault currents). alta resistencia a tierra 3 Fases de Falla Tabla 1. Ing. PARAMETRO RANGO APLICABLE Tensión del sistema (kV) Frecuencia (Hz) Corriente de falla (kA) Distancia entre electrodos (mm) Tipo de envolvente de equipo Tipo de tierra Fases 0. caja. tablero.208 a 15 kV en sistema trifásico 50 o 60 Hz 0.7 a 106 kA 13 a 152 mm Abierto al aire. Las siguientes ecuaciones empíricas para la evaluación del arco eléctrico fueron desarrolladas por la IEEE Std. 0011G Dónde: En es la energía incidente normalizada (J /cm2) para un tiempo y distancia.662 (log Ibf) + 0.3.5588V (log Ibf) 0.081 log Ia + 0. Para tensión media (>1 kV).153. la corriente de arco está dada por la ecuación: lg Ia = 0.*Estimación de la Corriente de Arco Para sistemas de baja tensión (<1 kV). Adrián Antillón González Página 17 . Despejando Ia queda la fórmula así: Ia = 10 lgIbf *Cálculo de la energía incidente. configuración en caja Ibf es Corriente de falla franca trifásica (kA) V es Voltaje del sistema.00402+ 0.097.2 segundos y una distancia hacia una persona de 610 mm a un punto posible de arco.0966V+ 0. (kV). configuración abierta K es –0.00304G (log Ibf) Dónde: log es el log10 Ia es la Corriente de arco (kA) K es –0. Esta ecuación toma el dato normalizado para un tiempo de arco de 0.983 log Ibf En alta tensión existen casos donde no distingue entre una configuración abierta o cerrada. log En = K1 + K2 + 1. Ing. G es la distancia entre conductores (mm). la corriente de arco eléctrico está dada por la siguiente ecuación: lg Ia = K+ 0. Ver tabla 1.000526G + 0. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing. G es la distancia entre conductores. Frontera de protección contra arco es la distancia de una parte viva expuesta. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Despejando En queda la fórmula así: En = 10 log En Estimación de la energía incidente. Adrián Antillón González Página 18 .0. tensión < 1kV En es la energía incidente normalizada t es el Tiempo de arco (segundos) D es la distancia posible del origen del arco a una persona (mm) x es el exponente de la distancia. voltaje > 1 kV 1.113. sistemas aterrizados.0. K2 es 0. DB = [4. Sistemas no aterrizados y con una alta resistencia a tierra.3. configuración en caja.184 Cf En (t/0. Ver Tabla 1.184Cf En (t/0. Ver tabla 1.K1 es -0.5.792. voltaje < 1 kV En es la energía incidente normalizada.2) (610x / Dx) Dónde: E es la energía incidente (J / cm2) Cf es un Factor de Cálculo (Calculation factor) 1. *Frontera de protección contra arco. E = 4.555. configuración abierta. al cual una persona sin equipo de protección personal puede recibir una quemadura de segundo grado curable.3.5. es -0. es -0. tensión > 1kV 1. (mm).2) (610X / EB)] 1/X Dónde: DB es la distancia de frontera del punto de arqueo (mm) Cf es un factor de cálculo 1. Ecuaciones básicas para calcular las distancias de la frontera de protección contra arco eléctrico.208-1 >1-5 >5-15 Tipo de equipo Aire libre Tableros MCCs y paneles Cable Aire libre Tableros MCCs y paneles Aire libre Tableros MCCs y paneles Distancia típica entre los conductores (mm) 10-40 32 25 13 102 131-102 13 13-153 153 13 Distancia x factor 2. Ver tabla 1. Tensión de sistema (kV) 0. Un valor típico para la potencia máxima (en MW) en un arco de 3 fases puede calcularse utilizando la siguiente fórmula: P= MVAbf * 0.473 1. La corriente de cortocircuito simétrica rmc de una falla trifásica en las terminales del transformador se calcula con la fórmula siguiente: Isc = {[MVAbase * 106] [1. Ing. es el tiempo de arco (segundos).000 2.EB t x Ibf es la energía incidente en (Joule /cm2) a una distancia de frontera.000 0.7072 Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.000 0.3. *Cálculo de Arco Eléctrico de acuerdo a NFPA 70E.0 Joule /cm2 para una piel desnuda o dentro del rango del equipo de protección personal. es la distancia. Adrián Antillón González Página 19 . exponente. es la corriente de falla franca (kA).732 * V]} * {100 % Z} Donde ISC está en ampers.000 La distancia por el factor es usado como un exponente Tabla 1.000 1.973 2.641 2. V está en volts y %Z se basa en los MVA del transformador. EB puede ser 5.000 2.973 2.3 Factores de equipo y clases de voltaje. t = Tiempo de exposición al arco en segundos.65 x [1.4. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ing.65 * MVAbf * t] ½ Dc = {2.25.732 * V * ISC * 106 * 0. más el tiempo de operación del relevador de aproximadamente 1. P = 1. MVAbf = MVA del punto de falla. Esto se puede desglosar de la siguiente manera: tiempo real del interruptor (aproximadamente 2 ciclos).1 seg.4. MVA = MVA nominales del transformador. Adrián Antillón González Página 20 . multiplique los MVA nominales del transformador por 1.7072 Dc = [2.74 ciclos. Para transformadores con valores nominales menores de 0.732 * Isc * V * 106 * t] ½ Dc = [53 * MVA * t] ½ Dónde: Dc = Distancia en pies de la persona a la fuente de arco para una quemadura curable (por ejemplo: la temperatura de la piel se mantiene a menos de 80 grados).1 segundos o 6 ciclos si la función instantánea está habilitada.004 segundos si la corriente de arco está dentro del rango de su capacidad de limitación de corriente.75 MVA.La distancia del límite de protección se calcula según las siguientes fórmulas. Ver figura 1. más un margen de seguridad de 2 ciclos. El tiempo de liberación de la falla de la unidad de disparo para un interruptor automático de 5 kV y 15 kV es aproximadamente 0. El tiempo de liberación de la falla para un fusible limitador de corriente es de aproximadamente ¼ de ciclo o 0. que es tiempo total de aproximadamente 6 ciclos (0.) como se muestra en la figura 1. 2. EMA = (5271) DA– 1. Clases de equipo Tablero de 15 kV Tablero de 5 kV Tablero baja tensión MCCs baja tensión y panel de control Cable Otros Distancia típica de trabajo a (mm) 910 mm 910 m 610 455 455 Debe determinarse en campo a distancia típica de trabajo es la suma de la distancia entre el trabajador de pie delante de los equipos.8938] Dónde: EMA es la máxima energía incidente del arco abierto.4. El tiempo total de liberación del dispositivo de protección a la máxima corriente de cortocircuito y al mínimo nivel de falla en el cual el arco se auto sostendrá.0.9593 tA [0.4 Tiempo de liberación de falla *Cálculo de la exposición a la energía incidente para el análisis de peligro de arco eléctrico.0016 F2 . Para sistemas de 480 Volts. y desde la parte frontal del equipo. Ing.0076F + 0. Tabla 1. Los parámetros necesarios para hacer el cálculo son: 1. cal/cm2 DA es la distancia a los electrodos de arco. pulgadas (para distancias de 18 pulgadas y mayores) tA es la duración del arco en segundos. la industria aceptó como mínimo para sostener una falla de arco el 38% de la posible corriente de falla de cortocircuito trifásico. Clases de equipo y distancias típicas de trabajo usadas para el cálculo de energía incidente *Arco abierto al aire libre 600 volts. con el potencial son la fuente dentro del equipo. 3.Figura 1. Adrián Antillón González Página 21 . Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Máxima corriente de falla de cortocircuito trifásico sólido en el equipo y el mínimo nivel de falla en el que el arco se sostendrá.4. La distancia del trabajador a la posible fuente de arco para la tarea que va a realizar se indica en la tabla 1. 3453F + 5.F es la corriente de cortocircuito de falla trifásica. para el cálculo de la energía incidente se muestran en la tabla 1.69 x 1.2)][0.9593) (0.381 EMA = 21. kA (para el rango de 16 kA a 50 kA). calcular la máxima energía incidente al aire libre en cal/cm 2 dónde: DA= 18 in. 7438 tA [0. Adrián Antillón González Página 22 .9593 tA [0.) por lado en cal/cm2 DB es la distancia a los electrodos de arco.0093 F2 . Cálculo de ejemplo: Utilizando la ecuación anterior.2 seg. kA (para el rango de 16 kA a 50 kA).0076F + 0. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. tA = 0. Ing. EMB = (1038) DB –1.9675] Dónde: EMB es la máxima energía incidente en caja cúbica..098 cal/cm2) *Arco en una caja cúbica (arco en caja) hasta 600 volts.0016 F2 . centro de control de motores u otros encerramientos similares de equipos eléctricos.0. EMA = (5271) DA– 1.4.8938] EMA = [(5271) (18– 1.0076(20) + 0.0. F es la corriente de cortocircuito de falla sólida.8938] EMA = 3. y F = 20 kA.0016 (202) . Esta ecuación es aplicable a relámpagos de arco que provienen de adentro de equipos de maniobra.33 Joule/cm2 (5. Las distancias típicas utilizadas al aire libre o en caja. pulgadas (para distancias de 18 pulgadas y mayores) tA es la duración del arco en segundos. de 508 mm (20 pulg.0. 2)][0.3453F + 5.0.3453 (20) + 5..928 x 2. tA = 0.0093 F2 .144 cal/cm2) *Energía incidente a tensión superior a 600 V para el análisis de peligro de arco.0.2 seg y F = 20 kA. E = 793 x F x V x tA / D2 Dónde: E D tA F V es la energía incidente. kA es la tensión de fase a fase del sistema. EMB = (1038) DB –1. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. kV. Energía incidente producida por un arco trifásico abierto en sistemas con valores nominales superiores a 600 V. Ing.9675] EMB = 2.7438) (0. pulgadas. calcular la máxima energía incidente al aire libre en una caja cubica de 20 in en cal/cm 2 dónde: DB= 18 in.9675] EMB = [(1038) (18– 1.7815 EMB = 34.1 Joule/cm2 (8. cal/cm2 es la distancia a la fuente de arco. Adrián Antillón González Página 23 .0093 (202) . es la duración del arco en segundos. es la corriente de cortocircuito de falla sólida.Cálculo de ejemplo: Utilizando la ecuación anterior. 7438 tA [0. Ing. El siguiente diagrama unifilar ilustra la complejidad de un sistema de distribución en una planta industrial típica.5% Tiempo de apertura del interruptor 6 ciclos.*EJEMPLO. Z = 5. Diagrama Unifilar de un complejo industrial típico. Adrián Antillón González Página 24 . Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. El cálculo es en el bus de 4160 volts. Transformador de 10 MVAbase. Diagrama Unifilar de un sistema de distribución en una planta industrial típica. 000 * 4160 * 106] 0.65 x [1.0 pies Cálculo de la distancia de una fuente de arco para una quemadura curable por un medio alterno. Adrián Antillón González Página 25 .9 ó 7.7072 P = 91 MW Cálculo de la distancia de una fuente de arco para una quemadura curable.65 x [1.7072 P = 1.732 * 4160]} * {100 % Z} 5. Isc = {[MVAbase * 106] [1. Dc = [53 x MVA x t] ½ Dc = [53 x 10 x 0.732 * 25. Cálculo de la potencia en el arco: P = 1.000 amps. Dc = {2.732 * Isc * V * 106 * t] ½ Dc = {2.7072 P = 1.732 * V * ISC * 106 * 0.000 * 106 * 0. Ing.732 * V]} * {100 Isc = {[10 * 106] [1.1} ½ Dc = 6.732 * V * ISC * 106 * 0.Cálculo de la corriente de corto circuito.28 pies Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.1] ½ Dc = 7.5} Isc = 25.732 * 4160 * 25. Cálculo de la Corriente de Arco. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.378195 Ia = 101.Cálculo con IEEE Std.983 log Ibf lg Ia = 0.00402+ 0.39794) lg Ia = 1. Despejando “Ia”: Ia = 10 lgIbf lg Ia = 0.16 kV así que por esta razón se utilizará la ecuación. Ing.888 kA Este resultado es la corriente estimada del arco eléctrico.-1584-2002. para que puedan ser determinados los tiempos de operación de los dispositivos de protección.081 log Ia + 0. log En = K1 + K2 + 1.00402+ 0.00402+ 0.983 (1.0011G Dónde: En es la energía incidente normalizada (Joule /cm2) para un tiempo y distancia. Ibf = Corriente de falla máxima trifásica (simétrica RMS) (kA). La corriente de arco eléctrica trifásica deberá ser encontrada.00402+ 0. Cálculo de la energía incidente: Utilizando la siguiente fórmula se procede a obtener el resultado siguiente. En los casos de alta tensión se hace caso omiso entre configuraciones abiertas y cerradas. Adrián Antillón González Página 26 .378195 Ia = 23. Para sistemas de 1000 V y mayores se tiene la siguiente ecuación: lg Ia = 0.983 log 25 lg Ia = 0. Ia = Corriente de arco (kA). El sistema se encuentra en una tensión de 4.983 log Ibf Dónde: lg = Logaritmo base 10. 113+ 1.668+ 1. configuración abierta.034/0.081 log 23.2) (6102 / 4552) E =10.113+ 1.113. E = 4. Ing.555 -0.0.555 -0.184 Cf En (t/0.888 + 0.934028 En = 100.59069 [0. tensión < 1kV En es la energía incidente normalizada t es el Tiempo de arco (segundos) D es la distancia posible del origen del arco a una persona (mm) x es el exponente de la distancia.2) (610x / Dx) Dónde: E es la energía incidente (Joule / cm2) Cf es un Factor de Cálculo (Calculation factor) 1. Sistemas no aterrizados y con una alta resistencia a tierra.9826 Joule / cm2 / 4. tensión > 1kV 1. G es la distancia entre conductores.9826 Joule / cm2 Haciendo la conversión a calorías tenemos el siguiente resultado: Cal / cm2 =10.792.1122 log En = -0. Adrián Antillón González Página 27 .934028 En = 8.3. Ver Tabla 1.184 (1) 8. sistemas aterrizados. es -0.0011(102) log En = -0.081 (1.378194) + 0.489828 + 0.5.489828 + 0.K1 es -0.113+ 1. Ver tabla 1.555 -0. log En = -0.3.59069 Joule /cm2 De esta manera solo queda obtener la conversión normalizada de la energía incidente en base a la ecuación.1122 log En = 0. es -0.6249 Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.0011(102) log En = -0. (mm).555.184 Joule Cal / cm2 = 2. K2 es 0. E = 4. configuración en caja. EB puede ser 5. DB = [4. y equipo que deberá utilizarse. voltaje > 1 kV 1. “En este caso la categoría del riesgo por arco eléctrico es 1”.59069) (0.034/0.184Cf En (t/0.184 (1) (8. EB es la energía incidente en (Joule/cm2) a una distancia de frontera.5.7 (C) (17) Categoría del riesgo de la energía incidente.2) (6102 / 5.Con este resultado vamos a la tabla 130. y se busca la categoría de riesgo.034/0. Ibf es la corriente de falla franca (kA).9826)] 1/2 DB = 455 mm De esta manera se consideran 5. Ing.2) (610X / EB)] 1/X Dónde: DB es la distancia de frontera del punto de arqueo (mm) Cf es un factor de cálculo 1.2) (6102 / 10. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ver tabla 1.184 (1) (8.59069) (0.0 Joule/cm2 para una quemadura curable de segundo grado: DB = [4.0)] 1/2 DB = 674 mm Es importante considerar esta parte del cálculo. ya que esta es la distancia máxima a la que puede estar una persona sin equipo de protección personal (EPP) con una incidencia de quemadura de segundo grado curable.0.3. Cálculo de la distancia de límite contra arco eléctrico: DB = [4.0 Joule/cm2 para una piel desnuda o dentro del rango del equipo de protección personal. t es el tiempo de arco (segundos). exponente. Adrián Antillón González Página 28 . voltaje < 1 kV En es la energía incidente normalizada. x es la distancia. en su caso. NOM-017-STPS-2001 Equipo de protección personal-Selección. Verificar que el EPP que se proporcione a los trabajadores cuente. b) en su caso. . Adrián Antillón González Página 29 .Dotar a los trabajadores de EPP determinado en el Apartado 2 garantizando que el mismo cumpla con: a) atenuar el contacto del trabajador con los agentes de riesgo.Equipo de protección. El equipo de protección personal es requerido por Normas y Estándares como NOM-017-STPS-2001. El tipo de equipo de protección personal requerido depende del peligro que ha sido documentado y determinado. acreditado y aprobado en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización. cuando esta lo solicite. c) estar acorde a las características y dimensiones físicas de los trabajadores. . En el caso del peligro por arco eléctrico. la NFPA 70E 2012 y la OSHA. Ing.En las cuales debe de mostrar a la autoridad del trabajo.. uso y manejo de equipo de protección personal. uso y manejo en los Centros de Trabajo El objetivo de esta norma es: Establecer los requisitos para la selección. con la contraseña oficial de un organismo de certificación. el propósito principal del equipo de protección personal es reducir el daño al trabajador a un nivel de una quemadura curable.5. los documentos de la presente Norma le obligue a elaborar o poseer.Comunicar a los trabajadores sobre los riesgos a los que están expuestos y el EPP que debe utilizar. para proteger a los trabajadores de los peligros en los lugares de trabajo. La Norma contempla por mencionar algunos: Las obligaciones del patrón: . .Determinar el equipo de protección personal requerido en cada puesto de trabajo de acuerdo al análisis de riesgos a los que están expuestos los trabajadores en las actividades de rutina. para proteger a los trabajadores de los agentes del medio ambiente de trabajo que puedan dañar su salud. que certifique su cumplimiento con las normas oficiales Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. ser de uso personal.Proporcionar a los trabajadores la capacitación y adiestramiento para el uso del EPP. . especiales o de emergencias que tengan asignadas de acuerdo a lo establecido en el Apéndice A. Procedimientos para el equipo de protección personal. Su contenido es para aplicarlo a una instalación eléctrica o a un sistema eléctrico como parte del lugar de trabajo de un trabajador. Es un Estándar para la Seguridad Eléctrica en los lugares de trabajo y fue preparada por el Comité Técnico de Seguridad Eléctrica en los Lugares de trabajo por la National Fire Protection Association (NFPA). instalación o modificación o construcción para una instalación o sistema eléctrico. Esta norma es compatible con las estipulaciones correspondientes de la NOM y NEC pero no tiene el propósito. . al menos. instructivos. lo establecido en los Apartados 7.Revisar las condiciones del EPP al iniciar. de acuerdo a los procedimientos establecidos para el uso de EPP. La NFPA 70E tiene el propósito para que la usen: empleadores. La NFPA desarrolló una norma para instalaciones eléctricas compatible con los requisitos de OSHA para la seguridad del trabajador en los lugares incluidos dentro del NEC. NFPA 70E 2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. proveedor o distribuidor del equipo y contener. A continuación se presentan los siguientes artículos de la NFPA 70E 2012.2. siguiendo los procedimientos establecidos. notificarlo al patrón para su reposición. Adrián Antillón González Página 30 . . En caso de detectar daño o mal funcionamiento en el mismo. que el patrón proporcione.Utilizar el EPP proporcionado por el patrón.mexicanas y. ni puede utilizarse en lugar de estas. durante y al finalizar el turno de trabajo. Ing. En el entendimiento de que no tiene el propósito de que se aplique como una norma de diseño.Participar en la capacitación y adiestramiento. deben basarse en las recomendaciones. Los procedimientos para el EPP. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. procedimientos o manuales del fabricante. Las obligaciones del trabajador: . empleados y OSHA. con las Normas Mexicanas correspondientes en vigor.1 y 7. en su caso. 2. se les deberá proveer y deberán usar.28) de NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. 1. uno de los siguientes métodos deberá de ser usado para la selección de la ropa de protección y del equipo de protección personal. De acuerdo a los requerimientos de 130. “A los empleados que trabajan en áreas donde hay peligros eléctricos. 130. Adrián Antillón González Página 31 .7 (C) (16). Categorías de Riesgo / peligro. El EPP requerido de 130. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.7 (C) (15). (pag.7 está previsto para proteger a las persona de un arco por destello y peligro de choque eléctrico. antes de trabajar dentro de la frontera de límite de aproximación de exposición eléctrica a los conductores o partes del circuito.“NFPA 70E 2012 130. El equipo de protección se mantendrá en áreas seguras y confiables. Análisis de energía incidente. de NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. El equipo deberá inspeccionarse visualmente antes de usarlo. equipo de protección que esté diseñado y construido para la parte específica del cuerpo que se va a proteger y para el trabajo a realizar. Nota 3: Cuando la energía incidente excede los 40 cal/cm2 en la distancia de trabajo. Nota 1: El equipo de protección personal requerido por 130.7 no protege contra traumas físicos u otro que se pueda presentar por efectos térmicos del arco eléctrico. (B) Cuidado del equipo. NFPA 70E 2012 130.5 (B).7 Equipo de protección personal y otros. (A) General. Aun con el equipo de protección seleccionado pueden resultar en quemaduras en la piel pero estas heridas serán reducidas y se tendrá la posibilidad de sobrevivir. Donde ha sido determinado que el trabajo se realizara dentro de la frontera de protección del arco eléctrico de acuerdo a 130. Este análisis determinará la energía incidente a la cual el trabajador estará expuesto (en cal/cm2) y será documentada por el patrón. Ing. se dará un gran énfasis a desenergizar.5 (B) La ropa de protección para la aplicación con el análisis de peligro de arco eléctrico. Empleados deberán usar guantes de caucho con cuero protector donde hay peligro de daño en la mano por choque. cuello y barbilla (área de protección de la cara).29) de NFPA 70E2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. Adrián Antillón González Página 32 . Deberá utilizarse siempre que exista riesgo por daño a la exposición de arcos eléctricos. Protección del cuerpo. Los empleados deberán usar equipo de protección no conductivo para la cara. Protección de Ojos. Cuando la ropa resistente a la flama es usada para proteger al empleado. Además el equipo de protección personal deberá ser sujeto a pruebas eléctricas periódicas. (pag.2 cal/cm2)]. Protección de pies. estos deberán ser resistentes a la flama. Zapatos dieléctricos son requeridos. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. (a) Protección de choque. Las suelas aisladas no tienen el propósito de ser utilizadas como protección eléctrica principal. Movimiento y visibilidad. El equipo aislado deberá ser inspeccionado antes de cada día de uso e inmediatamente después de haber recibido energía incidente que pueda haber causado daño. (pag. Cabeza. (b) Protección por arco. Los empleados deberán vestir ropa resistente a la llama siempre que exista la posibilidad de exposición a arco eléctrico por encima del umbral del nivel de energía incidente para una quemadura de segundo grado [5 Joule / cm2 (1. Ing. Contra la protección de potencial de paso y de contacto. Nota: Esta ropa puede ser suministrada como un traje de arco eléctrico con chaqueta playeras. destellos o por objetos que vuelen como resultado de una explosión eléctrica. El equipo de protección personal deberá estar mantenido con seguridad y ser confiable. General. Como se muestra abajo. cuello y barbilla siempre que exista peligro por daño a la exposición de arcos eléctricos. Protección de las manos y brazos. como overoles con chaqueta y pantalón. Todas las partes del cuerpo dentro de la frontera de protección deberán ser protegidas. (c) Mantenimiento y uso. cara.28) de NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. deberá de proveer acorde con (a) (b) y (c). deberá de cubrir toda la ropa que se puede quemar y permitir el movimiento y la visibilidad. Si los empleados usan redecillas y/o redes en la barba.(C) Equipo de protección personal. pantalones o como overoles con una combinación de chaqueta y pantalón o para incrementar la protección. de las herramientas aisladas de mano y aisladores para una tarea de NFPA 70E2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. inflamables. lana. Matriz de Ropa de protección y equipo de protección personal.74(4) 33.5 oz/yd2 Camisa y pantalones u overol RF (Retardarte al fuego) Camisa y pantalones u overol RF (Retardarte al fuego) N/A Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Ver tabla 1.7 (C) (16) lista los requerimientos para la ropa y otros equipos de protección personal basados en la categoría de riesgo / peligro del 0 al 4.47 (8) Página 33 .. Ing.7 (C) (15) de NFPA 70E 2012.7 (C) (15). deberá usarse la tabla 130.Estándares de equipo de protección personal. (p. La tabla 130.7 (C) (16) lista ejemplos y características típicas de la ropa de protección incluyendo el grado de protección para varias ropas. Esta ropa y equipo deberá ser usado cuando se trabaje dentro de la frontera de protección contra arco de NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces. Selección de equipo de protección personal para diversas tareas. o combinaciones de estos materiales) con un peso mínimo de 4. Características de la ropa de protección.5 (B) (1).algodón no tratado. La tabla 130. “Donde sea seleccionado el equipo de protección personal y no se realice el análisis de energía incidente de acuerdo a 130. Adrián Antillón González 16. rayón o seda. para determinar la categoría el riesgo/peligro y los requisitos para el uso de los guantes aislados de caucho.7 (C) (15) incluyendo notas asociadas y requerimientos de 130.5 Categoría peligro/riesgo 0 1 2 Descripción de la ropa Nivel mínimo de protección al arco requerido de EPP [joule/cm2 (cal/cm2)] Materiales no fundentes. “Una vez que la categoría de riesgo / peligro ha sido identificada de la tabla 130.e. El requisito general por OSHA 1910.333(a) es: "prácticas de trabajo relacionadas con la seguridad se podrá emplear para evitar descargas eléctricas u otras lesiones resultantes de contactos eléctricos directos o indirectos. pag.5 Características de la ropa de protección.).333 cubre los requisitos para la selección y uso de prácticas de trabajo. * Promueve ambientes laborales seguros y sanos mediante alianzas y asociaciones y programas cooperativos. seleccionado de modo que el arco del sistema.3 Camisa y pantalones u overol RF (Retardarte al fuego) y traje de arco. 104.36 (40) 4 Tabla 1. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.U. OSHA Occupational Safety and Health Administration Es una agencia que forma parte del departamento de trabajo de los Estados Unidos de América (E. * Desarrolla normas obligatorias de salud y seguridad laboral y las aplica mediante inspecciones.A. Esta se creó en 1970 con el fin de ayudar a los empleadores y a los empleados a eliminar o disminuir las lesiones. Ing. OSHA 1910. * La agencia incita a empleadores y empleados a reducir riesgos de trabajo y promover nuevas gestiones de seguridad y salud o a mejorar los ya existentes. cuando el trabajo se realiza cerca o en equipos o circuitos que son o pueden ser energizados.6 (25) Camisa y pantalones u overol RF (Retardarte al fuego) y traje de arco. cubra lo mínimo requerido. * Establece responsabilidades de los empleadores y empleados con el fin de lograr mejores condiciones de seguridad y salud. Adrián Antillón González Página 34 . 39 NFPA 70E 2012 tabla 130.A. Las prácticas de trabajo específicos relacionados con la seguridad deberán ser coherentes con la naturaleza y magnitud de los riesgos eléctricos asociados".U.7 167. las enfermedades y las muertes laborales en los E. seleccionado de modo que el arco del sistema cubra lo mínimo requerido. * Brinda ayuda técnica y para la conformidad así como formación y educación. Ropa resistente a la flama por arco eléctrico. Ing. Véase figura 1. * Ofrece sistema de informes y registros con el fin de monitorear lesiones y enfermedades asociadas con el trabajo. Pantalón y camisa (pants/shirt). Véase figura 1. Ellos proporcionan una capa extra de protección.6 (a) Babero (Bib overall): El babero o jardineros de trabajo con pechera usados con una camisa proveen una protección más alta al área del pecho que una camisa usada con pantalón. * Colabora con los estados que dirigen sus propios programas de seguridad y salud ocupacionales. La combinación de ropa interior /undergarment con una camisa aumenta el rango de protección. La OSHA en su sección 1910 establece que el empleador deberá asegurar que cada empleado expuesto a arcos eléctricos no deberá usar ropa que pueda incrementar los daños por arco. Overol (overall). Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. * Programas de formación con el fin de aumentar la pericia del personal de seguridad y salud ocupacional. * Apoya el servicio de consulta. chaquetas o pantalones debajo. Éstos pueden ser de varias capas para un grado más alto del arco. Éstos son generalmente de varias capas y son como las camisas de varias capas. Con la ropa de multicapas es más flexible y fácil de trabajar ya que se atrapa el aire proporcionando un aislamiento térmico adicional. Las camisas y los pantalones se pueden utilizar para la energía incidente de 4.0 cal/cm2 o abajo.* Apoya el desarrollo de formas innovadoras de resolver peligros en el lugar de trabajo. Son trajes de una sola pieza equivalentes a la camisa y pantalón. Chaqueta (Jacket). Adrián Antillón González Página 35 .6 (b). Ropa interior/Undergarment: Éstos pueden llevar camisas. tiene protección de la cara y tiene tela retardante al fuego cubriendo la cabeza. Los guantes deben ser suficientemente largos para cubrir las mangas. Otros equipos de protección personal. El cuero de trabajo pesado de los zapatos proporciona protección contra el arco eléctrico a los pies y deberán usarse en todas las tareas de categoría 2 en peligro/riesgo y mayores y en energía incidente mayor que 4 cal/cm2.6 Clasificación por tensión de guantes Botas. pag. 38 NFPA 70E 2012 Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. (a) Chaqueta (b) Babero total (Bib-overall) (c) Traje completo de arco Capucha (Hood). Ropa retardante.6 (c). Los guantes proporcionan el aislamiento a la electricidad y el calor. los oídos.5 Clase 0 1000 V 5 Clase 1 7500 V 10 Clase 2 17000 V 20 Clase 3 26500 V 30 Clase 4 36500 V 40 Tabla 1.6. Guantes.(a) (b) (c) Figura 1. Véase figura 1. Adrián Antillón González Página 36 . Una combinación de caucho (usado adentro) y de materiales del cuero (usado afuera) se utiliza típicamente. La capucha es parte del sombrero. Clasificación por Tensión de guantes Máxima Tensión Prueba en kV Clase 00 500 V 2. Ing. el cuello y los hombros. Deben llevarse las orejeras para proporcionar el aislamiento al sonido y reducir el impacto. Hot stick: La pértiga es utilizada para operar fusibles e interruptores. Estas pueden ser usadas para las radiaciones de calor extremas. pero no es conveniente para otro trabajo. 39 NFPA 70E 2012. Los empleados deberán usar herramientas aisladas y/o equipos de manipulación cuando trabajen dentro de la frontera de aproximación limitada donde la exposición a partes del circuito o conductores eléctricos energizados pueda tener contacto con las herramientas o equipos de manipulación de forma accidental. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Están diseñados para proteger de niveles bajos de energía incidente por peligro de arco eléctrico. Manta de Supresión de arco: Esto proporciona una barrera de la llamarada del arco. Proporcionan un aislamiento con respecto a las partes de alta tensión manteniendo una distancia de trabajo aumentada. Las Barreras mecánicas: Proporcionan protección de la radiación térmica así como de la presión de la explosión. pag.7 Guantes de cuero/caucho y visor de policarbonato. Las Orejeras: La explosión del arco puede causar las lesiones severas de oído. de modo que la energía incidente sea menor. Ing. Herramientas aisladas.Visores de protección contra arco eléctrico. Figura 1. El visor cuando es usado en conjunto con una capucha provee una protección de riesgo peligro categoría 2 (HRC2) arriba de 12 cal/cm2 de acuerdo a la NFPA 70E. Adrián Antillón González Página 37 . Figura 1. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. como debe ser elaborado. Figura 1. probado. chaqueta Figura1. Ing. sin el equipo de protección adecuado.7).8 Capucha. También define que tan cerca (límite de protección contra arco eléctrico) el personal puede estar del equipo energizado.9 Traje de arco eléctrico Capucha.10 Traje de arco eléctrico y overol. Adrián Antillón González Página 38 . y que tipo de herramientas son recomendadas para trabajar con o cerca de equipo energizado. NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces define los tipos de equipos de protección personal por categoría (Tabla 1. guantes y Jardineros de Trabajo (Bib-overall) aislantes y overol (overall). 7. Esta auditoría debe realizarse en un ciclo de tres años Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. esta se especifica y debe cumplir con los requerimientos de la NFPA-70E. la ropa con especificación RF (retardarte al fuego) se debe apegar y debe estar certificada conforme a la Norma NFPA-70E.Categoría 0 1 Energía Incidente (Cal/cm2) 1. métodos para establecer una área de trabajo segura.2 4 2 8 3 25 4 40 Descripción de la ropa 100% Algodón sin tratamiento.Características de la ropa de protección En la Tabla 1. Camisa y pantalón u overol RF (retardante al fuego) Ropa interior de algodón + Camisa y pantalón RF Ropa interior de algodón + Camisa y pantalón RF + Capa RF Ropa interior de algodón + Camisa y pantalón RF + Chamarra RF Cal= Calorías. Este es un documento escrito creado por la empresa que cubre todas las áreas de la misma respecto a prácticas en el trabajo en Seguridad Eléctrica. Tabla 130.7 se muestra la ropa recomendada para trabajar en equipo energizado en función de la energía incidente. Ing. Sin embargo. Esto incluye cosas tales como procedimientos de bloqueo / etiquetado. Tabla 1. etiquetado de equipos y procedimientos de auditoría a los trabajadores. Paso 1: Establecer y auditar una Política de Seguridad Eléctrica de Prácticas en el Trabajo (PSEPT) con responsabilidades definidas. los cálculos de protección contra choque y arco eléctrico. Pasos para dar cumplimiento al proceso contra Arco Eléctrico. La NFPA 70E-2012 aclara y amplía el requisito de auditoría de la propia política de seguridad.. 37 de NFPA 70E 2012 RF= Retardante al fuego. la selección y la aplicación del EPP. Con el valor de la energía incidente mayor se selecciona el Equipo de Protección Personal (EPP) requerido.7(C) (11) pág. La ropa clase 0 es de algodón convencional que se utiliza para los uniformes industriales. Adrián Antillón González Página 39 . el método de calificación a los trabajadores. que puede llevar a cualquier sobreprotección o bajo protección para el trabajador. los trabajadores deben ser evaluados por el cumplimiento de las normas y la política sobre una base anual y cualquier desviación debe ser documentada. El análisis de arco eléctrico determinará.5 establece un análisis de riesgo de arco eléctrico que determinará los límites de arco eléctrico. entre otras cosas. el potencial de la energía incidente de cada sección de equipo de distribución eléctrica en la instalación.7 (C) (15) (a) para determinar la categoría de riesgo de peligros y el EPP requerido. proporciona una evaluación completa del sistema de alimentación con las energías incidentes reales de cada sección de equipo claramente definido. Sección 130. Una alternativa a un análisis detallado de arco eléctrico que se permite en la norma NFPA 70E-2012 es el uso de las tablas de tareas en la sección 130. Cada tabla tiene limitaciones de uso como se indica en el cuerpo de la tabla. la energía incidente en Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Además.para asegurar el cumplimiento continuo de las normas y procedimientos para la norma. En ellas se indica un rango de corriente disponible y el tiempo de compensación para el dispositivo de protección contra sobrecargas de sobrecorriente. Adrián Antillón González Página 40 . Las tablas no pueden ser utilizadas con seguridad más allá de esta gama a menos que se hayan realizado un estudio cortocircuito y de coordinación. Ing. La metodología para la realización de un análisis de arco eléctrico se describe en el Estándar IEEE 1584 ® Guía para realizar los cálculos de peligro contra arco eléctrico. se harán las modificaciones correspondientes al programa de formación o las revisiones de los procedimientos. por otra parte. Paso 2: Llevar a cabo un estudio sobre el sistema eléctrico para determinar el grado actual de Peligros de Arco Eléctrico y etiquetado del equipo eléctrico. La NFPA 70E-2012. Se trata de un estudio de Ingeniería del Sistema Eléctrico que está supervisado por Ingenieros profesionales familiarizados con la distribución y el control de equipos de transmisión y los métodos de cálculo requeridos. Esto frecuentemente conduce al mal uso de las tablas de tareas de trabajo. Un análisis de arco eléctrico realizado con la norma IEEE 1584. El potencial de la energía incidente definirá el equipo de protección personal (EPP) que se requiere. Cuando la auditoría determina que no se están siguiendo los principios y procedimientos del programa de seguridad eléctrica. *Nivel requerido de EPP. tal como. reparado o mantenido bajo tensión sea marcado en el campo con una etiqueta que contenga toda la información siguiente: 1. debe ser revisado cada cinco años. Como la Seguridad del trabajador es de suma importancia. para saber cómo los cambios en el sistema de distribución eléctrica podrían afectar los resultados del análisis de riesgo de arco eléctrico. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Un análisis de riesgo de arco eléctrico debe ser actualizado cuando una importante renovación o modificación se lleva a cabo. la recopilación de datos exactos y completos que es un paso crítico que determinará la validez de los resultados del análisis.la distancia de trabajo y el equipo de protección personal que los trabajadores deben usar dentro de los límites de arco eléctrico. Tensión nominal del sistema. 2. Al menos una de las siguientes: *Energía incidente disponible y la correspondiente distancia de trabajo. Límites de arco eléctrico. Todos los cálculos de este estudio se basan en los datos recogidos en el sitio. *Mayor peligro / Categoría de riesgo (HRC) para el equipo. Sección 130. 3. Adrián Antillón González Página 41 .5 (C) requiere que el equipo que pueda ser examinado. La NFPA 70E-2012. el personal que recolecciona los datos deben ser entrenados en la Norma NFPA 70E cuando el estudio de Arco Eléctrico aún no ha concluido. Como mínimo. ajustado. *Clasificación mínima del arco de la ropa. Ing. ráfaga de arco. interruptores y relés de protección que ayudan a Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Se necesita un equipo de capacidad adecuada para comprobar voltajes. Paso 5: Mantenimiento a todos los componentes del Sistema de Distribución Eléctrica Los componentes "activos" en los Sistemas de Distribución Eléctrica se componen de fusibles. Herramientas eléctricas con aislamiento son necesarias para los trabajadores que se van a realizar las pruebas y solución de problemas en equipos energizados. Requisitos adicionales de EPP consisten en campanas de destello.Además. Adrián Antillón González Página 42 . el método de cálculo y los datos de apoyo a la información de la etiqueta deberán documentarse. gafas de seguridad y cascos. Paso 3: Asegurar un suministro adecuado de EPP y herramientas adecuadas. que cada trabajador está cumpliendo con las prácticas de trabajo relacionadas con la seguridad requeridas por NFPA 70E-2012. o un traje refulgente multicapa. NFPA 70E define a una persona calificada como "el que tiene capacidad y conocimientos relativos a la construcción y funcionamiento de los equipos y sistemas eléctricos y ha recibido entrenamiento de seguridad para reconocer y evitar la los riesgos implicados. zapatos de seguridad. mediante la supervisión regular o mediante la inspección realizada al menos una vez al año. Los electricistas no se consideran para ser calificados por OSHA hasta que hayan recibido esta formación específica. guantes de tensión nominal. Esto puede incluir la camiseta arco resistente. Los empleados que trabajan en áreas donde existen riesgos eléctricos estarán provistos de equipos de protección personal (EPP) apropiado para las partes específicas del cuerpo a proteger. La edición 2012 de la norma NFPA 70E también exige a los empleados que están trabajando dentro de los límites de arco eléctrico de llevar protección auditiva. la empresa debe verificar. pantalones u overoles. Paso 4: Realizar capacitación de seguridad en general y evaluaciones periódicas. "significa este requisito de capacitación que el trabajador debe haber recibido formación en seguridad específica a los riesgos de arco eléctrico. choque y electrocución. Ing. Además. Este paso a menudo pasado por alto. Por ejemplo. se necesitará EPP.proteger el sistema en caso de una falla eléctrica. Personal de los servicios de campo cualificado debe cumplir los programas de mantenimiento predictivo/ preventivo en el lugar y los equipos eléctricos de cualquier fabricante. Estos dispositivos de protección contra sobrecorriente tienen un papel crítico en el control de la energía de arco eléctrico. Ing. Al finalizar. una energía incidente de 35 cal/cm2 puede ser calculado para un Centro de Control de Motores a 600 voltios. tales como ropa de arco nominal pesada y capucha flash. Sin embargo. es crucial mantener estos dispositivos en condiciones de funcionamiento con un programa de mantenimiento regular. arco permanente puede someter a los trabajadores eléctricos a niveles mucho más altos de energía. se recomienda que las instalaciones de adoptar NFPA 70B 2010 (Práctica recomendada para el mantenimiento de aparatos eléctricos). Adrián Antillón González Página 43 . Por otro lado. Sin la protección de sobrecorriente adecuada. las energías de arco eléctrico calculados pueden ser lo suficientemente alta para obstaculizar algunas tareas normales que se realice dentro de los límites de arco eléctrico de los equipos. Por lo tanto. es una de las más cruciales en la optimización de la Seguridad y el rendimiento del Sistema de Potencia. Para proteger al trabajador de los niveles de arco eléctrico. el estudio del sistema eléctrico y el análisis de arco eléctrico no serán una representación correcta del rendimiento potencial del sistema de potencia. Sin embargo. debe proporcionar un informe detallado que identifica los posibles problemas a lo largo con las recomendaciones correctivas. A menos que se realice un mantenimiento adecuado. los trabajadores pueden ver que el EPP contra arco eléctrico puede ser un obstáculo para el trabajo. Por lo tanto. Paso 6: Seguimiento a las Estrategias de Mitigación y Control de Peligros de Arco Eléctrico. además de cumplir con la norma NFPA 70E. correctamente ajustados que han sido bien mantenidos son capaces de detectar una condición de falla de arco y borrar el fallo rápidamente. El estudio de arco realizado en el paso dos establece esencialmente los niveles de energía de arco eléctrico y el equipo de protección personal requerido para el sistema de energía en el estado actual. La dificultad de movimiento debajo de la ropa pesada y la reducción de la vista del ojo bajo el capó del flash pesada Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. los dispositivos de protección de sobrecorriente modernos. Se requiere el desarrollo de estrategias para reducir el nivel de energía de destello incidente de arco en este equipo. Considere este ejemplo: La energía de arco eléctrico calculado en un centro de control de 480 V nominal del motor es de 35 cal/cm2. a. Ing. a un nivel que permite tareas normales para ser realizado en el equipo. la ropa pesada y campana de flash. Arco eléctrico abarca muchos fenómenos físicos y la investigación continua producirá tecnologías innovadoras en los años venideros.Soluciones al problema de arco eléctrico. El nivel de energía incidente de Arco Eléctrico es una función del tiempo de arco. es decir. El objetivo de la mitigación del arco eléctrico es para reducir la energía de arco eléctrico. Desde arrancadores del motor en el centro de control de motores requieren mantenimiento de rutina y pruebas. que es una función de la velocidad de funcionamiento de los dispositivos de protección contra sobrecorriente aguas arriba.-Reducir el tiempo de arco La energía de arco eléctrico calculada puede ser lo suficientemente alta para obstaculizar algunas tareas normales que se realicen dentro de los límites de arco eléctrico de los equipos. La primera categoría es una colección de controles de ingeniería que están destinados a reducir el tiempo de arco. Se han hecho esfuerzos importantes por parte de los fabricantes de equipos eléctricos para el desarrollo de estrategias para la reducción de arco eléctrico.. realizar las pruebas adecuadas y resolución de problemas. 6. y por lo tanto el EPP. Sin embargo. Los trabajadores pueden ver los requisitos de EPP. como un obstáculo a la movilidad y la visión al realizar las tareas básicas de solución de problemas. Adrián Antillón González Página 44 . esto podría convertirse en un problema operacional significativo. si no imposible. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. La segunda categoría abarca equipos y técnicas para eliminar el trabajador de la zona peligrosa.hacen difícil. las metodologías para reducir la energía de arco eléctrico o de mitigar sus efectos se dividen en dos categorías básicas. censa la corriente de falla y envía una señal de disparo a un interruptor de circuito en el lado de alta tensión del transformador. Esto puede reducir la energía liberada durante un evento de arco eléctrico. La configuración del dispositivo sobrecorriente del interruptor se pueden ajustar para reducir la energía incidente con un impacto mínimo para la coordinación del dispositivo. Tecnologías de detección de luz. 4. y la selección del equipo pueden afectar este parámetro. como la tecnología de detección de luz discutido anteriormente proporciona la señal de disparo para el sistema. Adrián Antillón González Página 45 . Las principales estrategias para reducir el tiempo de arco incluyen los siguientes: 1. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. El funcionamiento general es lo suficientemente rápido para reducir significativamente la energía de arco eléctrico que se libera. la configuración de protección. zona de protección selectiva de enclavamiento y protección diferencial de cada uno para proporcionar una señal de disparo que se puede utilizar para activar el interruptor automático aguas arriba. Si el interruptor de circuito aguas arriba se encuentra en un compartimiento separado. Un conjunto de transformadores de corriente. Ing. La fabricación de dispositivos de detección rápida introducen una falta trifásica "controlada" en el bus de maniobra para desviar la energía y extinguir una falla de arco. Un sistema de protección principal virtual es la metodología más eficaz para reducir la energía de arco eléctrico en el lado de baja tensión de una subestación unitaria. situado en el lado secundario. 3.El diseño del sistema. 2. Esto se hace mediante la realización de un estudio de coordinación. Estas tecnologías son eficaces donde el interruptor del circuito aguas arriba está instalado en un compartimiento separado. Existen varias tecnologías de relevadores que puedan ayudar a reducir el tiempo de arco. Un esquema de relevadores. la energía de arco eléctrico en el equipo aguas abajo se puede reducir. . Adrián Antillón González Página 46 . Ing. Mantener a los trabajadores fuera de la frontera de la protección de destello del arco cuando el equipo está energizado es otra manera de mejorar la seguridad en el trabajo. Ventanas de infrarrojos. La termografía es una herramienta valiosa para el mantenimiento preventivo. 1. sobre-calentamiento o problemas de fase. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.Retiro de los trabajadores de la zona de peligro. fatiga de los componentes. permitiendo a los trabajadores determinar la carga. la conexión. Ventanas de infrarrojos se pueden instalar tanto en equipos de distribución de baja tensión y media tensión. Ventanas de infrarrojos permiten inspecciones termográficas a realizar en cualquier momento y sin quitar las tapas de equipos o paneles.b. sistemas de racks remotos y monitoreo de temperatura inalámbrico son tres metodologías a considerar. 2. Ing. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. cubiertas del equipo no tienen que ser retirados y los trabajadores no estén expuestos a componentes energizados. Un mecanismo de rack motorizada es adaptar en cada celda del interruptor de circuito de media tensión. Como resultado. 3. Sistemas de racks remotos mantienen bloqueos originales del equipo y se puede adaptar en cubículos existentes. Un sistema de control de temperatura inalámbrico incorpora sensores de temperatura en los componentes clave del tablero eléctrico tales como uniones de buses y puñaladas interruptor. Adrián Antillón González Página 47 . El sistema permite que las operaciones deben ser controlados y monitoreados sin contacto humano directo. La operación de inserción está iniciado y controlado a través de una interfaz de operador situado a distancia. Sistemas de racks remotos pueden evitar lesiones de arco eléctrico moviendo el trabajador fuera de la frontera de arco durante las operaciones del interruptor. una actividad durante la cual un porcentaje significativo de fallos de arco se producen. Los sensores comunican lecturas de temperatura a través de un sistema de comunicación inalámbrica. Instalación de un sistema de control de temperatura inalámbrica puede reducir la necesidad de inspecciones termográficas anuales. Recomendaciones.c. El enfoque continuo en arco eléctrico y los peligros de explosión por arco con el tiempo juegan un papel fundamental en la reducción de la frecuencia y gravedad de los accidentes eléctricos. así como centros de control de motores y tableros de distribución en baja tensión. el arco eléctrico y riesgos de explosión de arco recientemente se han incorporado a las normas de seguridad eléctrica. 7. El proceso de cumplimiento de las prácticas de trabajo seguras dictadas por NFPA 70E es una oportunidad para volver a examinar el sistema y sus procedimientos para obtener una mejor comprensión de los problemas potenciales.. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Adrián Antillón González Página 48 . e interruptores de potencia en media y baja tensión. colocando la etiqueta en las caras laterales y posteriores de los tableros y en la puerta del cubículo o celda correspondiente en un lugar visible advirtiendo del riesgo y de equipo requerido en caso de intervenir este o parte del circuito que protege el mismo. Si bien la amenaza de choque y electrocución por contacto accidental con partes energizadas se ha reconocido desde hace tiempo.. La implementación de nuevas filosofías de ingeniería y diseños mejorará la seguridad laboral de los trabajadores y reducirá el riesgo financiero para la empresa.Resumen Los riesgos eléctricos son una seguridad significativa y el riesgo financiero para los electricistas y sus ayudantes. Ing. Se deben etiquetar los tableros de media tensión. Adrián Antillón González Página 49 . El Centro de Trabajo deberá comprar el equipo contra Arco Eléctrico para dar cumplimiento con NOM-017-STPS-2001 y la NFPA 70E para el personal de Mantenimiento Eléctrico y Operación. Para maniobras en vivo en tableros de distribución en baja tensión debe referirse a la etiqueta de advertencia para evaluar el riesgo al que se está expuesto y en el caso utilizar el equipo de protección personal adecuado. por lo que deberán realizarse siempre con la puerta cerrada y de ser posible siempre operarlo eléctricamente teniendo mayor precaución cuando este circuito ha sido intervenido o si presentó algún disparo por falla. * Protección auditiva (aún en sitios no ruidosos). así como emplear equipos adecuados y en buenas condiciones Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. Se recomienda anexar en los permisos de trabajo. pantalón y careta (RF) mínimo 11 cal/cm2 * Guantes RF para 11 cal/cm2 Con este último equipo más la clase 1 se completa el equipo de protección personal requerido para las áreas de mayor riesgo. los EPP requeridos para el área de trabajo. Con estos equipos recomendados se cubren los requerimientos de protección para EPP Clases 0 y 1 e incluso se cubre la clase 2 de 8 calorías/cm2. * Casco dieléctrico * Lentes de protección. Adicionalmente se requiere al menos un equipo ARC-11 que consiste en: * Chamarra. * Pantalón y camisa (de manga larga) especial retardante al fuego (RF) mínimo 4 cal/cm2. * Calzado dieléctrico. Así mismo se recomienda la instalación de las etiquetas de advertencia contra riesgo de arco eléctrico. Del análisis de arco eléctrico se recomienda utilizar como equipo básico la protección personal clase 1 que consiste en: * Ropa interior de algodón. El área de operación y/o mantenimiento deberá instalar la etiqueta correspondiente en cada tablero de distribución en media y baja tensión. Ing.El riesgo es latente aun cuando se realizan maniobras de apertura-cierre. este equipo deberá utilizarse cuando se realizan trabajos y maniobras en vivo. Equipo de medición . servicio o mantenimiento cuando se energicen.como son multímetros. Mayor peligro / Categoría de riesgo (HRC) para la equipo (2) Tensión nominal del sistema (3) Límite Arc Flash Excepción: Las etiquetas aplicadas antes del 30 de septiembre del 2011. ajuste. Centros de Control de Motores y Equipo de Protección Personal para minimizar los riesgos por evento de arco eléctrico. OSHA e IEEE. seguir procedimientos y recomendaciones de Estándares Industriales como la NOM-017-STPS-2001. NFPA 70E. son aceptables si contienen la energía incidente. tableros. y centros de control de motores que se encuentran en distintos edificios. Equipos eléctricos tales como Tableros de distribución. Energía Incidente Disponible y la distancia de trabajo correspondiente a. es probable que requieren el examen. Nivel requerido de Equipo d Protección Personal (EPP) c. Ing. esto antes de intervenir el tablero o equipo eléctrico.-. Se deberán de contar con programas de capacitación donde se incluya la seguridad en el lugar de trabajo y el estudio de arco eléctrico para que el personal calificado tenga los conocimientos y además cuando vea las etiquetas. Adrián Antillón González Página 50 . herramienta aislada (no encintada). Cabe recordar que el Centro de Trabajo deberá contar con un programa permanente de Seguridad Eléctrica. extensiones eléctricas con protección. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. paneles de control industrial. Clasificación mínima de la ropa contra arco eléctrico b. Etiquetado de equipos. deberán ser marcados en campo con una etiqueta que contenga la siguiente información: Al menos uno de los siguientes: 1. o nivel requerido de EPP. no le sea ajena la información. Así mismo se recomienda estar a la vanguardia de los equipos como Tableros de Distribución. que con el “EPP” si se presentara una falla por arco eléctrico se tendría una quemadura curable de segundo grado para una distancia de trabajo. * Límite de acercamiento prohibido de 18 cm a 13. * El límite de acercamiento por choque eléctrico es 152 cm para una tensión de 13. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. La etiqueta muestra la alerta de peligro.800 V y además es la distancia que debe de respetar. A continuación se muestran ejemplos de las etiquetas por riesgo de arco eléctrico. * El limite acercamiento restringido por choque es de 66 cm. riesgo por choque eléctrico y arco eléctrico donde nos dice: * El nivel de tensión en el equipo o tablero al cual esta energizado y que se puede presentar un choque eléctrico o riesgo de arco.El método de cálculo y los datos de apoyo a la información de la etiqueta deberá ser documentado. se puede tener contacto con la parte viva del circuito eléctrico resultando en un choque eléctrico. * Para esta etiqueta se muestra una distancia de 81 cm. El trabajo a realizar. Ing. Adrián Antillón González Página 51 . es la distancia en la que se incrementa el riesgo por choque eléctrico por lo que el personal no calificado por ningún motivo deberá de cruzar. * El valor de la energía incidente en cal/cm2 a una distancia de trabajo dada.800 V. el personal no calificado y que la persona encargada o calificada de esta área se encargara de avisarle de este peligro. si se cruza esta distancia por el personal. * El límite de acercamiento restringido por choque de 31 cm a 440 V. que con el “EPP” si se presentara una falla por arco eléctrico se tendría una quemadura curable de segundo grado para una distancia de trabajo dada. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. El trabajo a realizar. * El límite de acercamiento prohibido de 3 cm a 440 V.* En base al valor de energía incidente calculado le corresponde una ropa retardarte al fuego de clase 0. se puede tener contacto con la parte viva del circuito eléctrico resultando en un choque eléctrico. * La clase de guantes de protección para este nivel de tensión es 00. Adrián Antillón González Página 52 . el personal no calificado y que la persona encargada o calificada de esta área se encargara de avisarle de este peligro. * El valor de la energía incidente en cal/cm2 a una distancia de trabajo dada. riesgo por choque eléctrico y arco eléctrico donde nos dice: * El nivel de tensión en el equipo o tablero al cual esta energizado y que se puede presentar un choque eléctrico o riesgo de arco. * La clase de guantes de protección para este nivel de tensión es 2. si se cruza esta distancia por el personal. La etiqueta muestra la alerta de peligro. Ing. es la distancia en la que se incrementa el riesgo por choque eléctrico por lo que el personal no calificado por ningún motivo deberá de cruzar. * En base al valor de energía incidente calculado en esa barra colectora le corresponde una ropa retardarte al fuego de clase 1. * El límite de acercamiento por choque eléctrico es 106 cm para una tensión de 440 V y además es la distancia que debe de respetar. * Para esta etiqueta se muestra una distancia de 51 cm. La etiqueta muestra la alerta de peligro. riesgo por choque eléctrico y arco eléctrico donde nos dice: * El nivel de tensión en el equipo o tablero al cual esta energizado y que se puede presentar un choque eléctrico o riesgo de arco. que con el “EPP” si se presentara una falla por arco eléctrico se tendría una quemadura curable de segundo grado para una distancia de trabajo dada. * El límite de acercamiento prohibido para este caso no se tiene y la etiqueta muestra evite el contacto. * El límite de acercamiento restringido por choque para este caso no se tiene y la etiqueta muestra evite el contacto. * El valor de la energía incidente en cal/cm2 a una distancia de trabajo dada. * Para esta etiqueta se muestra una distancia de 17 cm. Adrián Antillón González Página 53 . * En base al valor de energía incidente calculado en esa barra colectora le corresponde una ropa retardarte al fuego de clase 0. sin embargo se incrementa el riesgo por choque eléctrico al llegar a tener contacto con la parte viva del circuito eléctrico. * La clase de guantes de protección para este nivel de tensión es 00. Ing. Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. * El límite de acercamiento por choque eléctrico es 106 cm para una tensión de 220 V y además es la distancia que debe de respetar. sin embargo se incrementa el riesgo de un choque eléctrico al llegar a tener contacto con la parte viva del circuito eléctrico. el personal no calificado y que la persona encargada o calificada de esta área se encargara de avisarle de este peligro. 8. tales como quemaduras fatales que llevarían a un periodo largo de recuperación al personal afectado y en su caso hasta la muerte. así como en el estudio de Coordinación de Protecciones se determina el tiempo de operación de los equipos de protección y las condiciones de sobrecarga.DEFINICIONES: Arco eléctrico. dando un valor mayor que la suma de los valores ATPV de las telas originales. antes de abordar con el estudio de Arc Flash. ya que con esto se tiene una estimación correcta de la energía incidente y los límites de protección a los que se debe de trabajar. Sin embargo una prenda fabricada de más de una capa de tela resistente al arco tendrá una caloría por cm2. ya que el estudio de Cortocircuito proporciona la magnitud de corriente en condiciones de falla.Este valor está presente en calorías por centímetro cuadrado y representa la capacidad máxima para la protección del arco eléctrico de una indumentaria en particular. Valor de protección térmica del arco (ATPV). significando pérdidas humanas. así como determinar la categoría y tipo de equipo de protección personal que se debe emplear de acuerdo al nivel de energía incidente y no sobre dimensionar el equipo de protección.. ya que podría causar incomodidad propiciando accidentes que causarían la iniciación del arco..CONCLUSIONES Podemos concluir que es indispensable realizar una evaluación del sistema eléctrico con los estudios de Cortocircuito y Coordinación de Protecciones previamente. El valor de las calorías por cm2 asignado a la mayoría de la ropa de protección de arco eléctrico. 9. overoles. entre conductores de fase a fase. Este valor se aplica en telas. Adrián Antillón González Página 54 . Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.Una avería de formación de arcos que se produce por el flujo de la corriente a través del aire. fase a neutro o tierra... Una avería de formación de arcos puede liberar grandes cantidades de energía concentrada. Es importante realizar el análisis de Arc Flash. además de sustitución de equipo que integra el sistema eléctrico en cuestión. una enorme ráfaga de presión y lanzamiento de partículas a alta velocidad. Ing. Asimismo se evitan siniestros en un 90%. a tal punto que la formación de arcos eléctricos en fracción de segundo daría por resultado temperaturas extremadamente altas. económicas y de producción para la empresa. Un estado en el cual el conductor o la parte del circuito en el que se va a trabajar o próximo al mismo.2 cal/cm2. si se determina necesario. realizado Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico.. Seguridad Eléctrica.... con o sin subsiguiente remoción de la fuente de ignición. Las quemaduras de segundo grado pueden producirse en 1..Una condición peligrosa asociada con la liberación de energía causada por un arco eléctrico. Resistente a la flama (FR). un grado Celsius en una atmósfera. quemadura por arco eléctrico... Análisis de los peligros de arco eléctrico.. Caloría.Una condición peligrosa tal que el contacto o la falla de equipos puede resultar en un choque eléctrico. suele bordarse a la tela en letras grandes en la parte exterior de la prenda. Calorías por cm2 (cal/cm2). bloqueando /etiquetado de acuerdo a las normas o procedimientos establecidos.La propiedad de un material por la cual se previene. Una cal/cm2 es equivalente a la exposición de la parte extrema de un dedo al lado de un encendedor de cigarrillo durante un segundo. Peligro de arco. se termina o se inhibe la combustión después de la aplicación de una fuente de ignición inflamable o no flamable.Una caloría es la energía requerida para aumentar un gramo de agua. Condición de trabajo eléctricamente seguro. probando para asegurar la ausencia de voltaje y puesto a tierra. quemadura térmica.El reconocimiento de los peligros asociados con el uso de la energía eléctrica y la toma de precauciones para que los peligros no causen lesiones o muerte. Peligro eléctrico. Una vez que este valor es conocido.Es un valor que identifica la cantidad de energía que puede entregarse a un punto en una distancia en particular desde un arco eléctrico. se ha desconectado de partes energizadas. la clasificación ATPV de la prenda requerida para el trabajo a distancia de un peligro potencial de arco también es conocida. Ing.chaquetas.Un estudio para investigar la exposición potencial de un trabajador a la energía del arco eléctrico. Adrián Antillón González Página 55 . chaqueta y capucha provista con un protector facial.. dentro de lo cual una persona puede recibir una quemadura de segundo grado.Un límite de aproximación a una distancia de una parte energizada expuesta dentro del cual se considera lo mismo que estar haciendo contacto con la parte energizada. Frontera de protección contra arco eléctrico. si se produjese un arco eléctrico. Incluye pantalones. Frontera de aproximación prohibida.Categorías definidas por NFPA 70E.con el propósito de prevención de lesiones y la determinación de prácticas seguras de trabajo y los niveles apropiados de EPP.La cantidad de energía expuesta sobre una superficie a una cierta distancia de la fuente generada durante un evento de arco eléctrico. dentro de la cual aumenta el riesgo de choque. Categoría 1: 4 cal/cm2 Categoría 2: 8 cal/cm2 Categoría 3: 24 cal/cm2 Categoría 4: 40 cal/cm2 Energía incidente.. debido al arco eléctrico ocasionado por movimientos involuntarios. Categoría de peligro/riesgo (HRC). Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. El EPP de clasificación ATPV se requiere para las categorías 1 a 4. Los valores oscilan de 1 a 4.Frontera de protección contra choque que la puede cruzar únicamente personal calificado (a una distancia de la parte energizada) y que no la pueden cruzar personas no calificadas a menos que lo hagan con una persona calificada.Un límite de aproximación a una distancia de una parte energizada expuesta.... Ing. Adrián Antillón González Página 56 .. Una de las unidades usadas para medir la energía incidente es cal/cm2. Traje de arco.El límite de aproximación a una distancia desde las partes energizadas expuestas.Un sistema completo de ropa FR y equipamiento que cubre todo el cuerpo. excepto las manos y los pies.. para el personal que trabaja muy cerca de una parte energizada. Frontera de aproximación restringida. para explicar los niveles de protección necesarios cuando se realizan las tares. Frontera de aproximación limite. mientras trabajan en entornos o cerca de los conductores eléctricos expuestos. Trabajo cerca (a partes energizadas). Chet Davis.1584-2002 Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations.Cualquier actividad dentro de la frontera de aproximación restringida. Robert Luo. NFPA 70E-2012 Standard for Electrical Safety in the Workplaces.. David Castor. P. sensores o con equipo de prueba sin tener en cuenta el equipo de protección personal que la persona pueda tener puesto.E.Valor nominal asignado a un circuito o sistema. Satish Shrestha Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico. NOM-029-STPS-2005 Mantenimiento de las Instalaciones Eléctricas en los Centros de Trabajo.. Adrián Antillón González Página 57 ... Pierre. Phd.REFERENCIAS: NOM-017-STPS-2001 Equipo de Protección Personal-Selección. 2003. Condiciones de Seguridad. Norma NFPA 70E. Conrad St.En contacto con partes energizadas con: las manos. Tensión nominal.Una condición peligrosa asociada con la posible liberación de energía causada por el contacto o la aproximación a partes energizadas. para designar convenientemente su nivel de tensión.Peligro de choque. P...E. los pies u otras partes del cuerpo con herramientas.. IEEE Std. uso y manejo en los Centros de Trabajo. Trabajando sobre (partes energizadas). 10. Practical Solution Guide to Arc Flash Hazards ESA. Ing. o partes de circuito que podrían resultar energizados.Norma que brinda una guía sobre la implementación de las prácticas de trabajo adecuadas que se requieren para proteger a los operarios de las lesiones. La tensión real a la que funciona un circuito puede variar con respecto a la nominal dentro de un margen que permita el funcionamiento satisfactorio de los equipos.