Risc Elèctric: Definició, Efectes, Prevenció i Seguretat Laboral

RD 614/2001: Protecció davant el Risc Elèctric

El RD 614/2001 (protecció dels treballadors davant el risc elèctric) defineix el risc elèctric com «el risc originat per l'energia elèctrica».

Tipus de Riscos Elèctrics

• Risc de xoc elèctric per contacte amb elements en tensió (contacte directe) o amb masses posades accidentalment en tensió (contacte indirecte).
• Risc de cremades per xoc o arc elèctric.
• Risc de caigudes o cops a conseqüència de xoc o arc elèctric.
• Risc d'incendi o explosions originades per electricitat.

Efectes Fisiològics de l'Electricitat en el Cos Humà

Efectes directes pel pas del corrent elèctric pel cos:

• Parada cardíaca: Es produeix una parada del cor degut al pas del corrent elèctric per ell mateix. Pot produir seqüeles irreversibles o la mort de la persona.
• Fibril·lació: Es considera la causa principal de mort per xoc elèctric. És la falta de sincronització de les contraccions musculars del cos, que produeix una alteració del ritme cardíac. Quan apareix una fibril·lació s'ha d'intervenir de forma ràpida i efectiva (abans de 3 minuts) per tal d'evitar lesions irreversibles en el cervell o una parada cardíaca.
• Contracció muscular (tetanització): És la contracció muscular involuntària que apareix a la persona que rep una descàrrega elèctrica i que l'impedeix deixar-se anar de l'element sotmès a tensió. En aquest cas, no s'ha d'intentar separar el treballador del punt de contacte, sinó tallar la tensió o bé fer un curtcircuit per tal de fer saltar els elements de protecció.
• Asfíxia: Es produeix per contracció dels músculs implicats en la respiració i es manifesta en l'individu com a dificultat per a respirar. Pot degenerar en una parada respiratòria i, com a conseqüència, la mort de la persona.
• Augment de la pressió sanguínia: Succeeix quan es produeix el pas del corrent elèctric per la sang al llarg de les venes i artèries. Altera el ritme cardíac i pot resultar perillós (especialment en individus hipertensos).
• Cremades originades pel corrent: Poden ser internes (produeixen coagulació i carbonització); i externes o de superfície (es produeixen per efecte Joule).
• Embòlia gasosa en la sang: S'origina com a conseqüència d'un efecte electrolític en la sang, donant lloc a l'aparició de bombolles de gas, que produeixen l'obstrucció d'algun vas sanguini.
• Alteracions cardiovasculars: Es produeixen a mig o llarg termini.
• Cremades per arc o incendi: Són de tipus superficial, originades per interacció amb un arc elèctric o com a conseqüència d'un incendi d'origen elèctric.
• Incrustacions de partícules: La pell s'impregna amb partícules metàl·liques foses i vaporitzacions procedents del conductor.
• Altres complicacions secundàries: Complicacions oculars, auditives, renals, etc.; lesions físiques secundàries per caigudes, cops, etc.; commoció general.

Factors que Intervenen en el Risc Elèctric

Factors Relacionats amb el Risc de Xoc Elèctric

Intensitat del Corrent Elèctric (mA) a 50-60 Hz

• 0-1 mA: Duració del xoc elèctric indiferent. Estableix el llindar de percepció; no se sent el pas del corrent elèctric.
• 1-15 mA: Duració del xoc elèctric indiferent. Se senten des de lleugeres pessigolles fins a tetanització muscular.
• 15-25 mA: Duració del xoc elèctric de minuts. En aquest marge es defineix el límit de tolerància; es té dificultat per a respirar, augmenta la pressió arterial i es contrauen els braços.
• 25-50 mA: Duració del xoc elèctric de segons a minuts. Es produeixen irregularitats en el ritme cardíac, la pressió arterial augmenta, es produeix un fort efecte de tetanització, apareix la inconsciència i la fibril·lació ventricular.
• 50-200 mA:
  • Menys d'un cicle cardíac: No es produeix fibril·lació ventricular; la contracció muscular és forta.
  • Més d'un cicle cardíac: Hi ha fibril·lació ventricular. Es pot produir inconsciència i marques visibles.
• + de 200 mA:
  • Menys d'un cicle cardíac: Es pot produir inconsciència i marques visibles.
  • Més d'un cicle cardíac: La parada cardíaca encara és reversible; es produeix la inconsciència, marques visibles de la descàrrega i cremades.

Temps de Contacte

La norma UNE 20572 descriu els efectes del corrent elèctric que passa pel cos humà per a corrents alterns de freqüència entre 15 Hz i 100 Hz, en funció del temps de contacte i estableix 4 zones delimitades per les corbes:

• Zona 1: Limitada per la corba a. No es produeix habitualment cap reacció.
• Zona 2: Situada entre la corba a i la corba b. Es percep el pas del corrent, però habitualment no es produeix cap efecte fisiològic perillós.
• Zona 3: Situada entre la corba b i la corba c. Habitualment no es produeix cap dany orgànic, però és probable l'aparició de contraccions musculars i dificultats respiratòries, així com efectes reversibles en el cor.
• Zona 4: Limitada per la corba c. A més dels efectes de la zona 3, existeix la possibilitat de fibril·lació ventricular, parada cardíaca, parada de la respiració i cremades greus, augmentant amb la intensitat i el temps.

Llegendes de les corbes:

• C = Llindar de producció de fibril·lació
• B = Llindar de no deixar anar
• A = Llindar de percepció

Trajectòria del Corrent a Través del Cos

El corrent elèctric segueix la trajectòria que menys resistència li ofereix. Les més perilloses són les que afecten el cap, el cor o els pulmons.

Impedància del Cos Humà

Aquesta depèn de diversos factors com, per exemple, la zona del contacte elèctric, la tensió aplicada, l'edat, el sexe, la humitat de la pell, etc. La norma CEI 479 estableix uns valors de resistència del cos humà en funció de l'estat de la pell (per exemple, per a un valor de tensió de 250 V estableix):

• 1500 ohms: pell seca
• 1000 ohms: pell humida
• 650 ohms: pell mullada
• 325 ohms: pell submergida

Tipus de Corrent, Freqüència i Tensió de Seguretat

Es defineix com la màxima tensió que, aplicada al cos humà, no desencadena una circulació de corrent perillosa.

Valors Recomanats de Tensió de Seguretat:

• Corrent alterna:
  • Locals secs: 50 V eficaços
  • Locals humits: 24 V eficaços
  • Locals mullats: 12 V eficaços
• Corrent contínua:
  • Locals secs: 75 V
  • Locals humits: 30 V

Factors Relacionats amb el Risc d'Incendi Elèctric

Els següents factors, relacionats amb el risc elèctric, poden provocar que els materials es puguin deteriorar o fins i tot cremar. Per això, no hauran de sobrepassar els valors nominals de seguretat establerts:

Intensitat del Corrent

És el principal factor de risc, ja que si pren valors superiors als nominals de seguretat, el material elèctric s'escalfa i es pot deteriorar o, fins i tot, cremar, originant així un incendi.

Tensió d'Alimentació

Si pren un valor superior al nominal, el material es pot cremar.

Aïllament del Material Elèctric

Les instal·lacions elèctriques d'interior han de presentar una resistència d'aïllament mínima (ITC-BT-19 del RBT).

Tipus de Contactes Elèctrics

Parts actives

Conductors i peces conductores sota tensió en servei normal. Inclouen el conductor neutre o compensador i les parts a ells connectades.

Massa

Conjunt de parts metàl·liques d'un aparell que, en condicions normals, estan aïllades de les parts actives.

Terra

Massa conductora de la terra en la qual el potencial elèctric és igual a 0.

Contactes directes

És el que realitza una persona amb determinades parts actives dels materials i equips.

Contactes indirectes

És el que realitza una persona amb parts que s'han posat sota tensió com a resultat d'una fallada d'aïllament.

Càlcul de la Intensitat que Travessa una Persona

• Contacte directe entre un conductor de fase i el conductor neutre: Ih = U / R = U / (Rc1 + Rh + Rc2)
• Contacte directe entre un conductor de fase i el conductor de protecció: Ih = U / R = U / (Rc1 + Rh + Rc2 + RIIv)
• Contacte directe entre un conductor de fase i el terra amb els peus mullats i sense sabates: Ih = U / R = U / (Rc1 + Rh + Rr + Rs)
• Contacte directe entre un conductor de fase i el terra amb els peus calçats: Ih = U / R = U / (Rc1 + Rh + Rr + Rs)

Efectes de l'Electricitat sobre els Materials

Sobreintensitats

Es produeixen en circular un corrent elèctric major que el nominal pels conductors o receptors elèctrics. Es diferencien dos tipus de sobreintensitats:

• Sobrecàrregues: Es produeixen quan per un circuit circula un corrent elèctric major que el nominal, sense que hi hagi defecte d'aïllament. Produeixen un escalfament excessiu dels conductors, provocant el deteriorament dels aïllants i escurçant la seva duració.
• Curtcircuits: Es produeixen per la connexió accidental entre conductors actius, originant una elevada intensitat i destruint els circuits, en no poder suportar corrents tan altes.

Sobretensions

Es produeixen quan la tensió en un circuit és superior a la nominal. Solen durar molt poc temps, però els danys produïts als receptors poden ser considerables.

Sobretensions Externes

Origen: descàrregues atmosfèriques.

Tipus:

• Descàrrega directa sobre la línia.
• Descàrrega sobre un objecte proper a la línia.
• Descàrrega directa sobre el terra.

Sobretensions Internes

Origen: variacions de càrrega en una xarxa.

Tipus:

• Maniobres de desconnexió d'un interruptor.
• Tall d'alimentació a un transformador en buit.
• Posada en servei de les línies.

Tècniques de Seguretat i Prevenció en Instal·lacions i Màquines

Les mesures de seguretat i protecció hauran d'assegurar que:

• Les parts actives no resultin accessibles.
• Les parts conductores accessibles no resultin perilloses, ni en condicions normals ni en condicions de defecte.
• Es produeixi un tall automàtic de l'alimentació elèctrica d'un circuit en cas de sobreintensitat.
• En llocs amb alta probabilitat de sobretensions d'origen atmosfèric, es produeixi la descàrrega a terra dels llamps.

Protecció del Material Front al Risc Elèctric

Seguretat en el Projecte

• Secció i Aïllament dels Conductors

  Els conductors han de tenir una secció adequada en funció de la caiguda de tensió i l'escalfament del conductor (ITC-BT-19 del RBT).

• Aïllament dels Receptors

  Classificació dels receptors segons el seu aïllament:

  • Classe 0: Entorn aïllat a terra.
  • Classe I: Connexió a la presa de terra de protecció.
  • Classe II: No és necessària precaució de seguretat.
  • Classe III: Connexió a molt baixa tensió de seguretat.

• Protecció Contra Sobretensions

  • Protecció interna (contra impactes directes del llamp).
  • Protecció externa (limitadors de tensió).

• Protecció Contra Sobreintensitats

  IGA-ID-PIAS. Posada a terra de la instal·lació, aïllament de tots els conductors, empalmaments i bornes de connexió dels equips.

Protecció de les Persones en Instal·lacions i Màquines

Dispositius de Protecció Diferencial

Aparells mecànics de protecció, sensibles als corrents de defecte a terra, que provoquen l'obertura automàtica del circuit que protegeixen quan el corrent de defecte sobrepassa el llindar d'intensitat al qual estan regulats. A aquest valor d'intensitat se l'anomena sensibilitat del dispositiu diferencial (I_ΔN).

Classificació dels Dispositius Diferencials segons la seva Sensibilitat:

• De molt alta sensibilitat: I_ΔN = 10 mA (s'utilitza en instal·lacions perilloses: guarderies infantils, equips mèdics, etc.).
• D'alta sensibilitat: I_ΔN = 30 mA (s'utilitza en vivendes, oficines, locals comercials, etc.).
• De mitjana sensibilitat: I_ΔN = 300 mA (s'utilitza en indústries amb línia a terra vigilada).
• De baixa sensibilitat: I_ΔN = 500 mA (s'utilitza en indústries amb línia a terra d'alta qualitat).

Les 5 Regles d'Or per Treballar en Baixa Tensió

1. Desconnectar totes les fonts de tensió.
2. Prevenir qualsevol possible realimentació.
3. Verificar l'absència de tensió.
4. Posar a terra i en curtcircuit les fonts de tensió.
5. Protegir front a elements propers en tensió i, si escau, senyalitzar i delimitar la zona de treball.