01 Seguridad Electrica

SEGURIDAD ELCTRICA

SEMANA 1

ESTE DOCUMENTO CONTIENE LA SEMANA 1 2

NDICE ORIGEN, PRINCIPIOS Y USO DE LA ENERGA ELCTRICA ............................................................... 3 APRENDIZAJES ESPERADOS ........................................................................................................... 3 INTRODUCCIN ............................................................................................................................. 3 1. PRIMEROS CONCEPTOS DE LA ELECTRICIDAD ...................................................................... 4 2. CONCEPTOS BSICOS ............................................................. Error! Marcador no definido. 3. CONSTITUCIN DE LA MATERIA: EL ELECTRN .................................................................... 6

3.1. MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES ................................................................... 7 3.2. ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD ........................................................................................ 7

4. PRINCIPIOS DE LA ELECTRICIDAD .......................................................................................... 8 4.1. LA DURACIN DE LA CORRIENTE .................................................................................. 8 4.2. MAGNITUD ELCTRICA .................................................................................................. 8 4.3. VOLTAJE, TENSIN O DIFERENCIA DE POTENCIAL (V) .................................................. 8 4.4. INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELCTRICA (I) ............................................................... 9 4.5. RESISTENCIA ELCTRICA (R) ........................................................................................ 10 4.6. LA LEY DE OHM ............................................................................................................ 10

COMENTARIO FINAL .................................................................................................................... 11 REFERENCIAS ............................................................................................................................... 12


ORIGEN, PRINCIPIOS Y USO DE LA ENERGA ELCTRICA

APRENDIZAJES ESPERADOS

Se espera que al finalizar las actividades de la semana los alumnos definan energa elctrica,

sus manifestaciones y las formas industriales de generarla. Del mismo modo, se busca que los

estudiantes conozcan los principios de la energa elctrica (Ley de Ohm).

INTRODUCCIN

Actualmente la electricidad es una de las fuentes de energa ms necesarias en el mundo. En

los hogares se utiliza para hacer funcionar los distintos electrodomsticos que hacen la vida

mucho ms simple. El refrigerador, el computador, la televisin, el telfono celular, etc.

dependen de esta fuente de energa. Asimismo, en el da a da en el trabajo, el uso de la

electricidad se hace necesario y fundamental para la produccin de la industria y los servicios,

que sin ella, veran mermados sus ndices e indicadores.

En esta semana se conocer el origen de la energa elctrica y el principio de resistencia de

Ohm.


1. PRIMEROS CONCEPTOS DE LA ELECTRICIDAD

En la Antigedad las propiedades elctricas de algunos elementos ya eran conocidas.

Aproximadamente en el 600 a. de C. Tales de Mileto prob que frotando el mbar, este atraa

otros objetos. Se pensaba que la electricidad resida en el objeto frotado, debido a esto, el

trmino electricidad proviene de la voz griega elektron, cuyo significado corresponde a mbar.

A partir de, entonces, diversos investigadores y sobre todo a partir del siglo XVII donde la

investigacin adquiri un carcter ms cientfico, se dieron inicio a los primeros estudios

metodolgicos, donde la electricidad estuvo relacionada con el magnetismo.

Durante el siglo XIX el estudio de la electricidad se hace sistemtica y logra grandes avances

sintetizados en el siguiente cuadro:

HITOS EN LA HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Fuente: Material elaborado para este curso: Zamora, L. (2012).


2. CONCEPTOS BSICOS

Los principales conceptos asociados a la electricidad sistematizados por el ingeniero Nstor

Botta (2004) son los siguientes:

Ampere: unidad que mide la intensidad de una corriente elctrica. Su abreviatura es A y su

nombre es en honor al fsico francs Andr-Marie Ampere. Tambin se lo denomina amperio.

Circuito: trayecto o ruta de una corriente elctrica, formado por conductores, que transporta

energa elctrica entre fuentes (por ejemplo, centrales elctricas) y cargas (como

consumidores).

Conductor: material que opone mnima resistencia ante una corriente elctrica. Los

materiales que no poseen esta cualidad se denominan aislantes.

Contacto directo: contacto de las personas con partes activas de materiales y equipos

componentes de una instalacin elctrica.

Contacto indirecto: contacto de personas con masas puestas accidentalmente bajo tensin.

Corriente lmite o umbral de autoliberacin: es la mxima intensidad soportada por un

individuo sin soltarse a voluntad del electrodo que sujeta con sus manos.

Corriente: flujo de electrones a travs de un conductor. Su intensidad se mide en amperes o

amperios (A).

Energa: capacidad de un cuerpo o sistema para realizar un trabajo. La energa elctrica se

mide en kilowatts-hora (kWh).

Kilowatt-hora: unidad de energa utilizada para registrar los consumos. Equivale al consumo

de un artefacto de 1.000 W de potencia durante una hora.

Masa: conjunto de las partes metlicas de una instalacin o aparato elctrico que en

condiciones normales estn sin tensin.

Parte activa: es el conjunto de conductores y piezas conductoras que se encuentran bajo

tensin permanente.

Potencia: es el trabajo o transferencia de energa realizada en una unidad de tiempo. Se mide

en watts o vatios (W) o kilowatt (kW).

Resistencia: cualidad de un material de oponerse al paso de una corriente elctrica.

Tensin: potencial elctrico de un cuerpo. La diferencia de tensin entre dos puntos produce

la circulacin de corriente elctrica cuando existe un conductor que los vincula. Se mide en

volts o voltios (V) y vulgarmente se la suele llamar voltaje.

Umbral de percepcin: valor que presenta la corriente de contacto, que puede soportar una


persona cuando al sujetar un electrodo con tensin en las manos solamente percibe cierto

cosquilleo, sin sensaciones desagradables, dao fsico ni dolor muscular.

Volt: unidad que mide la tensin, tambin llamada voltio. Su smbolo es V y su nombre

recuerda al fsico italiano Alessandro Volta. En la industria elctrica se usa tambin el kilovolt

(kV), que equivale a 1.000 V.

Watt: es la unidad que mide potencia. Se simboliza W y su nombre proviene del fsico ingls

James Watt. Tambin se lo denomina vatio.

3. CONSTITUCIN DE LA MATERIA: EL ELECTRN

El origen de la electricidad se encuentra en el electrn, el cual es una pequea partcula que

forma parte del tomo.

Un tomo se define como la unidad de materia ms pequea. Su ncleo est compuesto de

partculas llamadas protones (carga positiva) y neutrones (sin carga) y le rodea una nube de

electrones (carga negativa). Un tomo est totalmente en equilibrio elctrico, ya que cuenta

con la misma cantidad de protones y electrones.

Un tomo puede tener varios electrones, los que se sitan en rbitas diferentes que giran

alrededor del ncleo. Existen fenmenos que logran arrancar electrones de las rbitas

externas del tomo, quedando entonces deficitario de cargas negativas (el tomo se convierte

as en un ion positivo).

Cuando un electrn abandona su rbita, se produce un hueco que atrae a un electrn de un

tomo contiguo, desencadenndose una cascada de electrones que escapan de otros

tomos cercanos para ir rellenando huecos sucesivos, y as producir una circulacin de

electrones. La fuerza que obliga a los electrones a circular por un conductor depende de la

diferencia de electrones existentes en los extremos de ese conductor. Si en un extremo se

tienen muchos electrones mientras que en el otro apenas hay, aparecen entonces, huecos, la

tendencia natural es que se produzca una circulacin de electrones hacia el extremo donde

hay huecos, para alcanzar as un equilibrio.

De lo anterior se desprende un nuevo concepto: diferencia de tensin, que consiste en la

diferencia existente en el nmero de electrones entre un extremo y otro, y que determina la

fuerza con la que circulan. Esto implica que a mayor tensin en los extremos de un

conductor mayor es tambin el nmero de electrones que hay dispuestos en un lado para

desplazarse hacia el otro.


3.1. MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES

Es preciso notar que no necesariamente todos los tomos poseen la misma facilidad para

perder electrones de sus rbitas y originar una corriente elctrica; hay cuerpos como los

metales (cobre, plata, hierro, etc.) en que los electrones fluyen con facilidad, mientras que

otros materiales (madera, plstico, caucho) encuentran mucha dificultad resistiendo el paso de

la corriente elctrica a travs de l.

Los metales se denominan conductores y los segundos, aislantes. No obstante, entre ambos se

encuentran los semiconductores, tales como el silicio y el germanio, elementos cuya

conductibilidad elctrica va a depender de las condiciones del circuito y de la composicin

qumica que interviene en su formacin.

3.2. ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD

Los fenmenos que consiguen arrancar electrones y establecer una corriente pueden ser de

diverso origen:

Trmico: la corriente se genera al fusionar dos metales con diferente potencial

termoelctrico.

Piezoelctrico: la corriente se genera al deformar fsicamente un cristal de cuarzo (la

corriente se produce en los extremos de este).

Fotoelctrico: la corriente se genera al incidir luz en algunos compuestos como, por

ejemplo, el silicio, desprendindose electrones.

Magntico: la corriente se genera por induccin magntica sobre un conductor (ejemplo:

dinamo, alternador, magneto, etc.).

Qumico: la corriente se genera por la reaccin qumica de dos compuestos, como son las

pilas o bateras.


4. PRINCIPIOS DE LA ELECTRICIDAD

4.1. LA DURACIN DE LA CORRIENTE

La cantidad de energa que afecta al cuerpo humano es proporcional al tiempo de flujo de

corriente (adems de otras variables); consecuentemente, el grado de lesiones es tambin

directamente proporcional a la duracin de la corriente en el cuerpo.

4.2. MAGNITUD ELCTRICA

Fuente: Material elaborado para este curso: Zamora, L. (2012).

4.3. VOLTAJE, TENSIN O DIFERENCIA DE POTENCIAL (V)

En un circuito elctrico, la diferencia de potencial (el voltaje o la tensin) existente entre los

polos del generador o entre dos puntos cualesquiera, es la causa de que los electrones circulen

por dicho circuito si este se encuentra cerrado.

La unidad de medida de la intensidad corresponde al voltio (V). Se suelen emplear dos

mltiplos de esta unidad que son el kilovoltio (kV) y el megavoltio (MV) y tambin dos

submltiplos como son el milivoltio (mV) y el microvoltio (V) .

1 kV = 1.000 V 1 MV = 1.000.000 V

1 V = 1.000 mV 1 V = 1.000.000 V


Para medir el voltaje se utiliza un aparato llamado voltmetro. Se conecta en paralelo al

elemento cuyo voltaje se quiere medir. La conexin en paralelo, significa que cada receptor

conectado a la fuente de alimentacin lo est de forma independiente al resto; es decir; cada

uno tiene su propia lnea, aunque haya parte de esa lnea que sea comn a todos

A lo largo de la historia, se le brindaba poca atencin al efecto de la magnitud del voltaje sobre

las lesiones de origen elctrico. Se presumi que una fuente de 200 V podra ocasionar la

misma cantidad de lesiones que una fuente 2.000 V, asumiendo que la magnitud de corriente

fuera la misma. Sin embargo, los voltajes ms altos pueden ser ms letales por, al menos, dos

razones:

1. V > 400 V, la presin elctrica podra ser lo suficiente como para perforar la epidermis

(capa externa de la piel).

2. Los voltajes ms altos tienen mayor probabilidad de crear los arcos elctricos, lo que

ocasionara un flujo de corriente en el organismo, adems de las quemaduras externas

(por efecto del Arc Flash o Arco elctrico).

3. Las tensiones de seguridad aceptadas por la NCh 4/2003 son 24 V para lugares

hmedos y 50 V para lugares secos, siendo aplicables tanto para corriente continua

como para corriente alterna de 50 Hz.

4.4. INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELCTRICA (I)

La intensidad de la corriente se define como la cantidad de carga elctrica que circula por un

circuito en una unidad de tiempo. Se mide en amperios (A). Habitualmente, se emplean

submltiplos de esta unidad que son el miliamperio (mA) y el microamperio (A).

1 A = 1.000 mA 1 A = 1.000.000 A

Se puede entender la intensidad como una caracterstica semejante al caudal en el circuito

hidrulico, es decir, a la cantidad de agua que pasa en una unidad de tiempo determinada por

un espacio especfico de una tubera.

Para medir la intensidad de corriente que circula por un circuito se utiliza un aparato llamado

ampermetros. Se conectan en serie para efectuar la medida. Conectar en serie un significa

que los receptores estn instalados uno despus de otro en la lnea elctrica, de forma tal que

la corriente que atraviesa el primero de ellos ser la misma que la que atraviesa el ltimo.


4.5. RESISTENCIA ELCTRICA (R) La resistencia elctrica es la caracterstica que tienen los elementos de dificultar ms o menos

el paso de la corriente elctrica. La resistencia de un conductor depende del tipo de material

de que est elaborado, de su longitud y de su seccin. Esta lgica es similar a la del agua, ya

que esta circula con mayor facilidad cuando las tuberas tienen pocos cambios de direccin y

son ms anchas.

Para medir la resistencia se usa la unidad de medida denominada ohmio () y normalmente se

emplean mltiplos de esta unidad como son el kiloohmio (k) y el megaohmio (M).

1 k = 1.000 1M = 1.000.000

Todos los elementos que componen un circuito suponen alguna resistencia (por muy pequea

que sea) al paso de la corriente elctrica. Este efecto es, normalmente, no deseado, pero en

ocasiones se aprovecha esta condicin para obtener efecto lumnico y/o calorfico. Es el caso

de algunos aparatos compuestos de un fino hilo de metal (wolframio o tungsteno), que se

pone incandescente y puede dar luz y calor, que se aprovecha en lmparas y estufas.

4.6. LA LEY DE OHM

Georg Simon Ohm (1789-1854) fue un fsico y matemtico alemn que defini en 1827 la

llamada Ley de Ohm, que es la relacin que existe entre los valores de las unidades bsicas

presentes en cualquier circuito elctrico como son la intensidad (I), su fuerza electromotriz (V)

y la resistencia (R).

Su postulado establece:

Matemticamente este postulado se representa de la siguiente manera:

I =

Con esta frmula es muy simple poder realizar los clculos necesarios para conocer la tensin,

la corriente o la resistencia, utilizando el tringulo de la Ley de Ohm.

Con este tringulo es mucho ms fcil identificar la operacin

matemtica que se debe realizar para calcular el valor de cualquiera


de las tres de las variables, tan solo ocultando una de sus porciones, es decir:

Para calcular el voltaje (volt): V = I x R

Calcular la intensidad (ampere): I=

O conocer la resistencia (ohmio): R =

COMENTARIO FINAL

A lo largo de este captulo se comprendi que la electricidad est definida como un conjunto

de fenmenos fsicos producidos por las diferencias en las cargas elctricas de los distintos

elementos o cuerpos, dependiendo del material de que estn hechos y que son generadas en

reposo y tambin en movimiento.

La Ley de Ohm nace de los estudios realizados por Ohm un fsico y matemtico alemn que

aport a los avances en el entendimiento de la electricidad.

Ohm, estudi la relacin que existe entre la intensidad de una corriente elctrica, su fuerza

electromotriz y la resistencia, donde se establece que la intensidad es igual a el cociente del

voltaje y la resistencia, es decir, I = V/R.


REFERENCIAS

Asfahl, C. R. (2000). Seguridad industrial y salud. Mxico: Pearson Educacin.

Botta, N. (2004). Seguridad con la electricidad Mdulo 1: Aspectos tcnicos bsicos.

Recuperado el 20 junio 2012 de:

http://www.redproteger.com.ar/seguridad_electrica.htm

Gonzlez Muiz, R. (2003). Manual bsico de prevencin de riesgos laborales. Espaa:

Paraninfo.

Superintendencia de Electricidad y Combustible. (2003). NCH Elec. 4/2003 Electricidad

Instalaciones de consumo en baja tensin. Recuperado el 24 de septiembre de 2012

de http://goo.gl/710Ac

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