Fundamentos de Medición Eléctrica y Seguridad Laboral

T4. Metrología Eléctrica: Principios y Aplicaciones

Comparación y Unidades de Medida

La medición eléctrica implica comparar una magnitud con un patrón o unidad de referencia. Los entornos de medición varían significativamente:

• Industriales: Enfocados en el montaje y la funcionalidad en condiciones reales de operación.
• Laboratorio: Se realizan bajo condiciones idóneas y controladas para obtener la máxima fiabilidad.

Cualidades de la Medición (ApaMedi)

La calidad de una medición se evalúa a través de varios parámetros:

• Sensibilidad: Capacidad de un instrumento para detectar cambios pequeños en la magnitud medida.
• Precisión: Grado de concordancia entre mediciones repetidas del mismo valor.
• Exactitud: Cercanía del valor medido al valor real de la magnitud.
• Fidelidad (Repetibilidad): Consistencia de las mediciones bajo las mismas condiciones.
• Rapidez: Tiempo que tarda el instrumento en dar una lectura estable.

Tipos de Errores en la Medición

Los errores pueden clasificarse de la siguiente manera:

• Errores Sistemáticos: Se repiten de forma constante en cada medición. Pueden deberse a:
  • Metodológicos: Fallos en el procedimiento de medición.
  • Ambientales: Variaciones de temperatura, humedad, etc.
  • Personales: Errores del observador (ej. error de paralaje).
  • Instrumentales: Defectos o calibración incorrecta del instrumento.
• Errores Accidentales: Varían de forma impredecible entre mediciones. Incluyen:
  • Error de Cero: Desplazamiento del punto cero del instrumento.
  • Error de Paralaje: Error de lectura debido a la posición del observador respecto a la escala.

Clases de Precisión y Cálculo de Errores

La precisión de un instrumento se cuantifica mediante:

• Error Absoluto (E_abs): Diferencia entre el valor leído y el valor real.
  Eabs = Vleído - Vreal
• Error Relativo: Expresa el error en proporción al valor real.
  Error Relativo = (Eabs / Vreal) * 100%
• Clase de Precisión: Indica el error máximo admisible en función de la escala.
  Clase = (Eabs máx / Vescala final) * 100%

Componentes de un Instrumento de Medida

• Escala: Zona graduada del aparato donde se lee la magnitud medida.
• Divisiones de la Escala: Pueden ser uniformes, cuadráticas, ensanchadas o logarítmicas, dependiendo del tipo de magnitud y la linealidad del instrumento.
• Campo de Medida (Rango): El intervalo máximo de valores que un aparato puede medir con la precisión especificada.
• Campo de Lectura: La porción de la escala donde se realiza la lectura.

Medidas con Aparatos Especiales

• Resistencia de Aislamiento: Resistencia (en Ω) que presenta un material aislante entre dos conductores o partes activas. Se mide con un megóhmetro.
• Rigidez Eléctrica: Diferencia de potencial máxima que un material aislante puede soportar antes de perforarse.
• Medida de Resistencia de Tierra: Se realiza con un telurómetro.

T5. Prevención de Accidentes Eléctricos y Seguridad Laboral

Conceptos Fundamentales

• Accidente: Lesión ocurrida a un trabajador durante su horario laboral.
• Prevención: Conjunto de medidas y acciones destinadas a evitar la ocurrencia de accidentes.

Seguridad en el Trabajo Eléctrico

Para garantizar la seguridad, es necesario:

• Inspeccionar la instalación eléctrica.
• Determinar el grado de riesgo asociado a cada tarea.
• Analizar y aplicar soluciones para mitigar los riesgos detectados.

Trabajos en Altura

Se deben seguir normativas específicas para trabajos en altura:

• Andamios: Utilizar andamios de borriquetas, colgantes o tubulares, asegurando su correcta instalación y estabilidad.
• Escaleras:
  • No superar los 5 metros de altura si es posible.
  • Mantener una inclinación aproximada de 75º.
  • La escalera debe sobresalir al menos 1 metro del punto de apoyo superior.
  • No sobrepasar la altura de la cintura ni el último peldaño utilizable.

Riesgos Eléctricos y Medidas de Protección

Trabajos sin Tensión

Se deben aplicar los siguientes pasos:

1. Utilizar el equipo de protección individual (EPI) adecuado.
2. Desconectar la instalación de la fuente de energía.
3. Prevenir cualquier posible realimentación de la instalación.
4. Verificar la ausencia de tensión en todos los puntos de trabajo.
5. Poner a tierra y en cortocircuito las partes activas.
6. Proteger los elementos cercanos que puedan presentar tensión.

Trabajos en Tensión

Solo deben ser realizados por:

• Operarios cualificados y con formación específica.
• Personal con formación en primeros auxilios.
• Se debe utilizar el equipo de protección adecuado y seguir procedimientos rigurosos.

Recomendaciones generales:

• Usar siempre la protección individual (EPI).
• Utilizar alfombras y vestimenta seca que cubra brazos y piernas.
• Aislar adecuadamente las zonas cercanas al punto de trabajo.

Equipos de Protección Individual (EPI)

Los EPI esenciales incluyen:

• Ropa de trabajo adecuada.
• Botas de seguridad aislantes.
• Arnés de seguridad y casco.
• Herramientas personales aisladas.

Protecciones en Instalaciones Eléctricas

Esquemas de Distribución de Redes

Se clasifican según la conexión a tierra y la disposición de los conductores:

• Esquemas TN: La masa está conectada directamente a tierra. Se subdividen en:
  • TN-S: Neutro y tierra separados en toda la instalación.
  • TN-C: Neutro y tierra unidos en un solo conductor (PEN).
  • TN-C-S: Unión de neutro y tierra en una parte de la instalación.
• Esquema TT: La masa está conectada a una toma de tierra independiente de la de la red.
• Esquema IT: La masa está aislada de tierra o conectada a través de una impedancia elevada.

Interpretación de las letras:

• Primera letra: Característica de la conexión a tierra de la fuente de alimentación (T: conexión directa a tierra; I: aislamiento de todas las partes respecto a tierra).
• Segunda letra: Característica de la conexión a tierra de las masas (T: masas conectadas directamente a tierra; N: masas conectadas al punto puesto a tierra de la fuente de alimentación).
• Tercera letra: Disposición de los conductores neutro y de protección (S: neutro y tierra separados; C: neutro y tierra unidos en un solo conductor).

Protección Contra Sobretensiones

Los fenómenos que pueden causar sobretensiones son:

• Sobrecargas: Paso de una intensidad superior a la calculada para el circuito.
• Cortocircuito: Conexión entre dos puntos de un circuito con diferencia de potencial, sin resistencia o con muy baja resistencia, provocando una intensidad muy elevada.

Dispositivos de Protección: Fusibles

Los fusibles son dispositivos de protección que se abren (interrumpen el circuito) cuando la intensidad de corriente supera un valor preestablecido, protegiendo contra sobrecargas y cortocircuitos.

Tipos de Fusibles

• Según su forma: Cilindricos, Tipo D, Tipo D0, tipo cuchillas.
• Según su aplicación (designación g):
  • gF: Protección para aplicaciones de baja potencia, como circuitos domésticos.
  • gL-gG: Protección general para conductores y receptores.
  • aM: Protección para aparatos con alta corriente de arranque (motores).
  • gR: Protección específica para sistemas electrónicos con semiconductores.