Contactos Directos
Los "contactos directos" se refieren a situaciones en las que una persona puede entrar en contacto físico directo con partes conductoras de corriente eléctrica. Estos contactos representan un riesgo significativo de lesiones eléctricas.
La exposición a contactos directos puede ocurrir cuando una persona toca accidentalmente cables eléctricos desprotegidos, enchufes, tomas de corriente, interruptores u otros equipos eléctricos.
El REBT nos indica las medidas de protección a contactos directos e indirectos en la instrucción técnica complementaria ITC-BT-24.
El contacto directo se puede producir de diversas formas, pero podemos reducirlas básicamente a estas 3 formas:
● Contacto directo con 2 conductores activos de una línea: se produce cuando una persona toca dos conductores activos distintos de la línea (F-F o F-N).
● Contacto directo con 1 conductor activo y masa (o tierra): se produce habitualmente cuando una persona toca una fase y con otra parte del cuerpo la masa o la tierra (F-T).
● Contacto directo con descarga por inducción: se produce un choque eléctrico sin que la persona haya tocado físicamente parte metálica o en tensión de una instalación. Al acortar la distancia mínima de seguridad, se supera el valor de aislamiento del aire (rigidez dieléctrica) y salta el arco eléctrico.
Índice
Medidas de Protección contra los Contactos Directos
La Instrucción Técnica Complementaria ITC-BT-24 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) establece medidas específicas de protección contra contactos directos en las instalaciones eléctricas.
Las principales medidas de protección a contactos directos a considerar son, según el REBT, las siguientes:
Protección por Aislamiento de las Partes Activas
La protección por aislamiento de las partes activas consiste en aislar físicamente las partes conductoras de corriente eléctrica de manera que no sean accesibles para las personas, evitando así cualquier posibilidad de contacto accidental y reduciendo el riesgo de lesiones eléctricas.
Las partes activas deberán estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser eliminado más que destruyéndolo. Se basa en la utilización de materiales aislantes, tales como plásticos, cerámicas, resinas y otros dieléctricos.
No se consideran un aislamiento suficiente para proteger contra los contactos directos las pinturas, barnices, lacas y productos similares. Pueden ofrecer protección contra la corrosión y mejorar el aspecto estético, pero no proporcionan un aislamiento eléctrico adecuado. Además, con el tiempo y el uso, estos recubrimientos pueden deteriorarse, agrietarse o desgastarse.
Son considerados conductores activos tanto las fases como el neutro.
Protección por medio de Barreras o Envolventes
Las partes activas deben estar situadas en el interior de las envolventes o detrás de barreras que posean, como mínimo, el grado de protección IP XXB (la envolvente impide la accesibilidad a partes peligrosas con los dedos u objetos análogos que no excedan en una longitud de 80 mm).
Las superficies superiores de las barreras o envolventes horizontales que son fácilmente accesibles, deben responder como mínimo al grado de protección IP4X o IP XXD (la envolvente impide la accesibilidad a partes peligrosas con alambres o cintas con un espesor superior a 1 mm).
Cuando sea necesario suprimir las barreras, abrir las envolventes o quitar partes de éstas, esto no debe ser posible más que:
– Con la ayuda de una llave o de una herramienta.
– Después de quitar la tensión de las partes activas protegidas.
– Si hay interpuesta una segunda barrera con mínimo de grado de protección IP2X o IP XXB.
Protección por medio de Obstáculos
Esta medida no garantiza una protección completa y su aplicación se limita, en la práctica, a los locales de servicio eléctrico solo accesibles al personal autorizado.
Los obstáculos solo están destinados a impedir los contactos fortuitos con las partes activas. No impiden los contactos voluntarios por una tentativa deliberada de salvar el obstáculo.
Los obstáculos pueden ser desmontables sin la ayuda de una herramienta o de una llave. No obstante, deben estar fijados de manera que se impida todo desmontaje involuntario.
Protección por puesta Fuera de Alcance por Alejamiento
Esta medida no garantiza una protección completa y su aplicación se limita, en la práctica a los locales de servicio eléctrico solo accesibles al personal autorizado.
La puesta fuera de alcance por alejamiento está destinada solamente a impedir los contactos fortuitos con las partes activas.
El volumen de accesibilidad de las personas se define como el situado alrededor de los emplazamientos en los que pueden permanecer o circular personas, y cuyos límites no pueden ser alcanzados por una mano sin medios auxiliares. Por convenio, este volumen está limitado, entendiendo que la altura que limita el volumen es de 2,5 m.
Protección Complementaria por Dispositivos de Corriente Diferencial-Residual
Esta medida de protección está destinada solamente a complementar otras medidas de protección contra los contactos directos.
El empleo de dispositivos de corriente diferencial-residual (interruptores diferenciales) cuyo valor de corriente diferencial asignada de funcionamiento sea inferior o igual a 30 mA, se reconoce como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de protección contra los contactos directos o en caso de imprudencia de los usuarios.
En la siguiente figura se aprecia un interruptor diferencial de la marca "Chint":
Además, su funcionamiento debe ser instantáneo, puesto que el valor de la corriente de defecto a través de la persona rebasará los 30 mA para las tensiones normales de las instalaciones (trifásica de 400 V y monofásica de 230 V).
En situaciones de exposición estándar, un contacto directo podría resultar en una corriente que oscila entre 100 y 200 mA. Esta corriente supera sobradamente la corriente límite que provoca daños en el cuerpo de 30 mA.
Sin embargo, bajo condiciones más adversas, como la exposición de una persona con el cuerpo mojado, la corriente que atraviesa el cuerpo podría exceder incluso 1 A.
Cálculo de la Tensión de Contacto Directo
En este apartado se tratará de calcular la tensión de contacto Vc a la que se ve sometido el cuerpo humano Rc cuando se somete a un contacto directo.
Corriente de Defecto en los Contactos Directos
Cuando una persona está en contacto directo, la corriente que circula por su cuerpo Ic será igual a la corriente de defecto a tierra Id que se cierra por el transformador, es decir, que Ic = Id.
Esto pone en evidencia el riesgo inminente al que se enfrenta la persona expuesta, ya que la corriente que circula por su cuerpo Ic puede alcanzar niveles peligrosos que pongan en riesgo su vida e integridad física.
Así, la persona en contacto con el conductor bajo tensión experimentará el paso de una corriente de defecto Id. Esta corriente la expondrá a diversos peligros, como paros cardíacos, paros respiratorios y quemaduras graves.
La corriente que circula por el cuerpo Ic, o también, la corriente de defecto Id, se calcula mediante la Ley de Ohm. Será el cociente entre la tensión de la fuente de alimentación V y la suma de resistencias en serie ΣR que recorre la corriente de defecto Id:
Tensión de Alimentación en los Contactos Directos
Cuando se analiza el circuito de defecto, habrá que tener en cuenta cuál es la tensión V de la fuente de alimentación.
Si llamamos tensión simple a la tensión entre fase y neutro VL-N y tensión compuesta a la tensión entre fase y fase VL-L, la relación entre ambas tensiones es:
En el siguiente ejemplo se observa que la tensión que interviene es la tensión compuesta (VL1-L2). La corriente de defecto Id “sale” de la fase L1 y "retorna" por la fase L2:
Se observa en este otro ejemplo que la tensión que interviene es la tensión simple (VL1-N). La corriente de defecto Id “sale” de la fase L1 y "retorna" por el neutro N:
En cualquier caso, el circuito cerrado que siempre hace la corriente de defecto es: “salir” de una fase del transformador y “retornar” al transformador a través de otra fase diferente o del neutro.
Resistencias a Considerar en los Contactos Directos
Al analizar el circuito de defecto, habrá que tener en cuenta la suma de resistencias en serie ΣR que recorre la corriente de defecto Id.
Observando el circuito cerrado formado, estas resistencias que recorre la corriente de defecto Id pueden ser:
– La resistencia del cuerpo humano (Rc)
– La resistencia de los zapatos (RP-S, pies-suelo)
– La resistencia de los guantes (Rg)
– La resistencia del neutro (RN)
– La resistencia de los conductores (RL)
– La resistencia de las bobinas del transformador (RB)
– Etc.
Tensión de Contacto en los Contactos Directos
La tensión de contacto Vc a la que se ve sometido el cuerpo humano será:
Esta tensión no deberá superar la tensión límite de seguridad VL de 50 V (para los locales secos) o 24 V (para los locales húmedos). En condiciones normales de alimentación (400V/230V), esta tensión siempre será peligrosa, puesto que será cercana a los valores de alimentación.
Ejercicios Resueltos de Contactos Directos
A continuación, se presentan 2 ejercicios resueltos de contactos directos en relación al cálculo de las corrientes de defecto y la tensión de contacto:
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