INFORME ALTO VOLTAJE

UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXIUNIDAD ACADEMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA Y APLICADASCARRERA DE INGENIERIA ELECTROMECANICA

Asignatura:ALTO VOLTAJE

Ciclo:NOVENO ELECTROMECANICAFecha: 04/DICIEMBRE/2015Tema:NORMAS DE SEGURIDAD EN ALTO VOLTAJE

ALUMNOS: Basurto Cusme Carlos Antonio Merino Silva David Alejandro Mora Martnez Joselyn Gianella Villa Morales Marlon Joel

Latacunga Ecuador2015 NORMA UNE 20-572-92/1Corriente elctrica: efectos al atravesar el organismo humanoAntecedentesDurante las ltimas dcadas se han realizado experiencias sobre cadveres, personas vivas y fundamentalmente sobre animales, que permiten hacernos una idea de los efectos que produce el paso de la electricidad por el cuerpo de personas en condiciones fisiolgicas normales.Este desarrollo del conocimiento ha originado que la primera edicin de la norma CEI 479, aparecida en el ao 1.974, fuese sustituida a los 10 aos por la CEI 4791:1984 y sta, una dcada despus es revisada por la CEI 479-1:1994, que aparece con carcter prospectivo y de aplicacin provisional. Paralelamente, las Normas UNE 20-572-80 y 20-572-92 (parte 1) han ido adaptndose a esta evolucin.En esta NTP nos vamos a referir a la publicacin ms reciente, la norma CEI 479-11994 tratando con especial inters la fibrilacin ventricular, que constituye la causa esencial de los accidentes mortales debidos a la electricidad.Efectos de la corrienteLas consecuencias del paso de la corriente por el cuerpo pueden ocasionar desde lesiones fsicas secundarias (golpes, cadas, etc.), hasta la muerte por fibrilacin ventricular.Una persona se electriza cuando la corriente elctrica circula por su cuerpo, es decir, cuando la persona forma parte del circuito elctrico, pudiendo, al menos, distinguir dos puntos de contacto: uno de entrada y otro de salida de la corriente. La electrocucin se produce cuando dicha persona fallece debido al paso de la corriente por su cuerpo.La fibrilacin ventricular consiste en el movimiento anrquico del corazn, el cual, deja de enviar sangre a los distintos rganos y, aunque est en movimiento, no sigue su ritmo normal de funcionamiento.Por tetanizacin entendemos el movimiento incontrolado de los msculos como consecuencia del paso de la energa elctrica. Dependiendo del recorrido de la corriente perderemos el control de las manos, brazos, msculos pectorales, etc.La asfixia se produce cuando el paso de la corriente afecta al centro nervioso que regula la funcin respiratoria, ocasionando el paro respiratorio.Otros factores fisiopatolgicos tales como contracciones musculares, aumento de la presin sangunea, dificultades de respiracin, parada temporal del corazn, etc. pueden producirse sin fibrilacin ventricular. Tales efectos no son mortales, son, normalmente, reversibles y, a menudo, producen marcas por el paso de la corriente. Las quemaduras profundas pueden llegar ser mortales.Para las quemaduras se han establecido unas curvas (figura 1) que indican las alteraciones de la piel humana en funcin de la densidad de corriente que circula por un rea determinada (mA/mm2) y el tiempo de exposicin a esa corriente. Se distinguen las siguientes zonas: Zona 0: habitualmente no hay alteracin de la piel, salvo que el tiempo de exposicin sea de varios segundos, en cuyo caso, la piel en contacto con el electrodo puede tomar un color grisceo con superficie rugosa. Zona 1: se produce un enrojecimiento de la piel con una hinchazn en los bordes donde estaba situado el electrodo. Zona 2: se provoca una coloracin parda de la piel que estaba situada bajo el electrodo. Si la duracin es de varias decenas de segundos se produce una clara hinchazn alrededor del electrodo. Zona 3: se puede provocar una carbonizacin de la piel.Es importante resaltar que con una intensidad elevada y cuando las superficies de contacto son importantes se puede llegar a la fibrilacin ventricular sin ninguna alteracin de la piel.

Fig. 1: Efecto sobre la pielEn la figura 2 se indican los efectos que produce una corriente alterna de frecuencia comprendida entre 15 y 100 Hz con un recorrido mano izquierda-los dos pies. Se distinguen las siguientes zonas: Zona 1: habitualmente ninguna reaccin. Zona 2: habitualmente ningn efecto fisiolgico peligroso. Zona 3: habitualmente ningn dao orgnico. Con duracin superior a 2 segundos se pueden producir contracciones musculares dificultando la respiracin, paradas temporales del corazn sin llegar a la fibrilacin ventricular. Zona 4: riesgo de parada cardiaca por: fibrilacin ventricular, parada respiratoria, quemaduras graves.

Fig. 2: Corriente alterna, efecto en el organismoPrincipales factores que influyen en el efecto elctricoIntensidad de la corrienteEs uno de los factores que ms inciden en los efectos y lesiones ocasionados por el accidente elctrico. En relacin con la intensidad de corriente, son relevantes los conceptos que se indican a continuacin.Umbral de percepcin: es el valor mnimo de la corriente que provoca una sensacin en una persona, a travs de la que pasa esta corriente. En corriente alterna esta sensacin de paso de la corriente se percibe durante todo el tiempo de paso de la misma; sin embargo, con corriente continua solo se percibe cuando vara la intensidad, por ello son fundamentales el inicio y la interrupcin del paso de la corriente, ya que entre dichos instantes no se percibe el paso de la corriente, salvo por los efectos trmicos de la misma. Generalizando, la Norma CEI 479-11994 considera un valor de 0,5 mA en corriente alterna y 2 mA en corriente continua, cualquiera que sea el tiempo de exposicin.Umbral de reaccin: es el valor mnimo de la corriente que provoca una contraccin muscular.Umbral de no soltar: cuando una persona tiene sujetos unos electrodos, es el valor mximo de la corriente que permite a esa persona soltarlos. En corriente alterna se considera un valor mximo de 10 mA, cualquiera que sea el tiempo de exposicin. En corriente continua, es difcil establecer el umbral de no soltar ya que solo el comienzo y la interrupcin del paso de la corriente provoca el dolor y las contracciones musculares.Umbral de fibrilacin ventricular: es el valor mnimo de la corriente que puede provocar la fibrilacin ventricular. En corriente alterna, el umbral de fibrilacin ventricular decrece considerablemente si la duracin del paso de la corriente se prolonga ms all de un ciclo cardaco. Adecuando los resultados de las experiencias efectuadas sobre animales a los seres humanos, se han establecido unas curvas, por debajo de las cuales no es susceptible de producirse. La fibrilacin ventricular est considerada como la causa principal de muerte por choque elctrico.En corriente continua, si el polo negativo est en los pies (corriente descendente), el umbral de fibrilacin es de aproximadamente el doble de lo que sera si el polo positivo estuviese en los pies (corriente ascendente). Si en lugar de las corrientes longitudinales antes descritas fuese una corriente transversal, la experiencia sobre animales hace suponer que, solo se producir la fibrilacin ventricular con intensidades considerablemente ms elevadas.En la figura 3 se representan los efectos de una corriente continua ascendente con trayecto mano izquierda-los dos pies; se puede apreciar que para una duracin de choque superior a un ciclo cardaco el umbral desfibrilacin en corriente continua es muy superior que en corriente alterna.

Fig. 3: Corriente continua, efecto en el organismoPerodo vulnerable: afecta a una parte relativamente pequea del ciclo cardaco durante el cual las fibras de corazn estn en un estado no homogneo de excitabilidad y la fibrilacin ventricular se produce si ellas son excitadas por una corriente elctrica de intensidad suficiente. Corresponde a la primera parte de la onda T en el electrocardiograma y supone aproximadamente un 10% del ciclo cardaco completo. Ver figura 4.

Fig. 4: Periodo vulnerable del ciclo cardiacoLa figura 5 reproduce un electrocardiograma en el cual se representan los efectos de la fibrilacin ventricular, indicndose las variaciones que sufre la tensin arterial cuando se produce la fibrilacin, la tensin arterial experimenta una oscilacin e inmediatamente, decrece, en cuestin de un segundo, hacia valores mortales.

Fig. 5: Efecto de la fibrilacin ventricular en el electrocardiograma y en la tensin arterialDuracin del contacto elctricoJunto con la intensidad es el factor que ms influye en el resultado del accidente. Por ejemplo, en corriente alterna y con intensidades inferiores a 100 mA, la fibrilacin puede producirse si el tiempo de exposicin es superior a 500 ms.Impedancia del cuerpo humanoSu importancia en el resultado del accidente depende de las siguientes circunstancias: de la tensin, de la frecuencia, de la duracin del paso de la corriente, de la temperatura, del grado de humedad de la piel, de la superficie de contacto, de la presin de contacto, de la dureza de la epidermis, etc.Las diferentes partes del cuerpo humano, tales como la piel, los msculos, la sangre, etc., presentan para la corriente elctrica una impedancia compuesta por elementos resistivos y capacitivos. Durante el paso de la electricidad la impedancia de nuestro cuerpo se comporta como una suma de tres impedancias en serie: Impedancia de la piel en la zona de entrada. Impedancia interna del cuerpo. Impedancia de la piel en la zona de salida.Hasta tensiones de contacto de 50 V en corriente alterna, la impedancia de la piel vara, incluso en un mismo individuo, dependiendo de factores externos tales como la temperatura, la humedad de la piel, etc.; sin embargo, a partir de 50 V la impedancia de la piel decrece rpidamente, llegando a ser muy baja si la piel est perforada.La impedancia interna del cuerpo puede considerarse esencialmente como resistiva, con la particularidad de ser la resistencia de los brazos y las piernas mucho mayor que la del tronco. Adems, para tensiones elevadas la impedancia interna hace prcticamente despreciable la impedancia de la piel. Para poder comparar la impedancia interna dependiendo de la trayectoria, en la figura 6 se indican las impedancias de algunos recorridos comparados con los trayectos mano-mano y mano-pie que se consideran como impedancias de referencia (100%).

Fig. 6: Impedancia interna del organismoEn las tablas 1 y 2 se indican unos valores de la impedancia total del cuerpo humano en funcin de la tensin de contacto, tanto para corriente alterna y continua, respectivamente.

Tabla 1: Impedancia del cuerpo humano frente a la corriente alterna

Tabla 2: Impedancia de cuerpo humano frente a la corriente continua

Tensin aplicadaEn s misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja, ocasiona el paso una intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa. El valor lmite de la tensin de seguridad debe ser tal que aplicada al cuerpo humano, proporcione un valor de intensidad que no suponga riesgos para el individuo.Las tensiones de seguridad aceptadas por el REBT MIBT-21/2.2 son 24 V para emplazamientos hmedos y 50 V para emplazamientos secos, siendo aplicables tanto para corriente continua como para corriente alterna de 50 Hz.Frecuencia de la corriente alternaNormalmente, para uso domstico e industrial se utilizan frecuencias de 50 Hz (en U.S.A. de 60 Hz), pero cada vez es ms frecuente utilizar frecuencias superiores.Recorrido de la corriente a travs del cuerpoLa gravedad del accidente depende del recorrido de la misma a travs del cuerpo. Una trayectoria de mayor longitud tendr, en principio, mayor resistencia y por tanto menor intensidad; sin embargo, puede atravesar rganos vitales (corazn, pulmones, hgado, etc.) provocando lesiones mucho ms graves. Aquellos recorridos que atraviesan el trax o la cabeza ocasionan los mayores daos.Las figuras 2 y 3 indicaban los efectos de la intensidad en funcin del tiempo de aplicacin; en las mencionadas figuras se indicaba que nos referamos al trayecto de mano izquierda a los dos pies. Para otros trayectos se aplica el llamado factor de corriente de corazn F, que permite calcular la equivalencia del riesgo de las corrientes que teniendo recorridos diferentes atraviesan el cuerpo humano. Se representan en la figura 7.

Fig. 7: Factor de corriente de corazn " F "La mencionada equivalencia se calcula mediante la expresin:

Siendo,Ih = corriente que atraviesa el cuerpo por un trayecto determinado.Iref = corriente mano izquierda-pies.F = factor de corriente de corazn.Como es lgico, para el trayecto de las figuras 2 y 3, el factor de corriente de corazn es la unidad. Se aprecia que de los trayectos definidos en esta tabla, el ms peligroso es el de pecho-mano izquierda y el de menor peligrosidad de los reseados el de espalda mano derecha.Por ejemplo, podemos aventurar que una corriente de 200 mA con un trayecto mano-mano tendr un riesgo equivalente a una corriente de 80 mA con trayectoria mano izquierda-los dos pies.Bibliografa(1) CEI/IEC 479-1: 1994 Effets of current on human beings and livestock. Part 1: General aspects Third edition 1994-09(2) UNE 20-572-92 Parte 1 (equivalente a CEI 479-1: 1984) Efecto de la corriente elctrica al pasar por el cuerpo humano. Aspectos generales

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