trabajo contactos directos e indirectos

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1. PROTECCION CONTRA LOS CHOQUES ELECTRICOS1. IntroduccinEn este tema, se tratan los requisitos que deben cumplir las instalaciones elctricas de bajatensin para asegurar la proteccin de los usuarios contra los choques elctricos; es decir parareducir al mnimo el riesgo de electrocucin.Se entiende por choque elctrico al efecto fisiolgico resultante de la circulacin de lacorriente elctrica a travs del cuerpo humano.Las normas IEC que se han tenido en cuenta son las siguientes: IEC 60364: Instalaciones elctricas en edificios - Parte 4 Proteccin paragarantizar la seguridad Captulo 41 Proteccin contra los choques elctricos. IEC 60479: Efectos de las corriente elctrica circulando a travs del cuerpo humano -Parte 1 Efectos de la corriente elctrica alterna de frecuencias comprendidas entre 15y 100 Hz. 2. Efectos de la corriente sobre el cuerpo humano y factores que influyensobre los mismos2.1 Efectos fisiolgicos de la corriente elctrica alternaLa circulacin de la corriente elctrica por el cuerpo humando puede producirprincipalmente los siguientes efectos nocivos: Tetanizacin: movimiento incontrolado de los msculos debido a la accin de la corriente elctrica, con prdida de control generalmente de brazos y piernas. Asfixia: si el centro nervioso que regula la respiracin se ve afectado por la corriente, puede llegar a producirse un paro respiratorio. Quemaduras: el pasaje de la corriente por el cuerpo humando es acompaado de disipacin de calor por efecto joule, produciendo quemaduras internas y externas. Fibrilacin ventricular: en cardiologa se denomina fibrilacin a una sucesin decontracciones rpidas y desordenadas de las fibras del miocardio, cuando la fibrilacinafecta a los ventrculos es rpidamente mortal. En la mayora de los accidenteselctricos fatales, la muerte del afectado se produce por esta causa. La fibrilacinventricular se desencadena cuando una corriente de amplitud suficiente excita lasfibras de los ventrculos durante la fraccin del ciclo cardaco en la que se produce larelajacin del miocardio. Este perodo de relajacin se denomina perodo vulnerable yabarca una fraccin relativamente pequea del ciclo cardaco (entre un 10 y 20%). Otros efectos: efectos fisiolgicos tales como las contracciones musculares,dificultades de respiracin, incremento en la presin arterial, perturbaciones en laformacin y propagacin de los impulsos en el corazn, incluida la fibrilacin auricular yparos cardacos temporales. Estos efectos usualmente no son mortales y sonreversibles. 2.2 Factores que influyen en la gravedad de un choque elctricoLa corriente que circula por el cuerpo humando, en caso de un choque elctrico, depende de latensin de contacto y de la impedancia que encuentra la corriente durante su trayecto a travsdel cuerpo:1 2. Ih U cZh Uc Esta relacin no es lineal, pues la impedancia depende de diversos factores internos yexternos como: Tensin de contacto Condiciones de humedad de la piel Frecuencia de la corriente Trayecto de la corriente por el cuerpo Condiciones del contacto: presin y rea de contacto Condiciones fisiolgicas de la persona A continuacin haremos un breve anlisis de cmo influyen cada uno de losfactores anteriores.Influencia de la tensin de contactoEn la tabla 1 se indican los valores de la impedancia total del cuerpo humano en funcin de latensin de contacto, vlidos para corriente alterna con frecuencia 50Hz, para un trayecto manoa mano o mano a pie, con superficie de contacto normales (50 a 100cm2) y en estado seco.Tabla 1: Impedancia total del cuerpo humano en funcin de la tensin de contactoTensin de Valores de impeda ncia total ( ) del cuerpo huma no que no sonsupe rados por el porc entaje de person as que se indicaContacto (V)95% 50% 5%25 6100 3250 175050 4375 2625 145075 3500 2200 1250100 3200 1875 1200125 2875 1625 1125220 2125 1350 1000700 1550 1100 7501000 1500 1050 700Valor asintti c o 850 750 650Como se puede observar en la tabla 1, la impedancia del cuerpo disminuye con el aumento dela tensin de contacto, por lo que el crecimiento de la corriente no es lineal con la tensin decontacto.Influencia de la humedad de la pielLa impedancia del cuerpo est muy influenciada por las condiciones de humedad de la piel. Amodo de ejemplo, se suelen considerar los siguientes valores medios para la resistencia delcuerpo en corriente alterna a 50Hz: 1600 en estado seco, 800 en estado mojado y 200en estado inmerso en agua.As es que la norma internacional de instalaciones elctricas de baja tensin IEC60364, consideran tres posibles condiciones segn los criterios expuestos en la tabla 2.2 3. Tabla 2: Estados de humedad normalizados paradeterminar la resistencia del cuerpo humanoEstado AplicacinLa persona tiene la piel seca o hmedaEstado seco de sudoracin normal, y se considera elindividuo con calzado.Estado mojadoLa persona tiene la piel mojada, y seconsidera el individuo sin zapatosEstado inmerso en agua La persona inmersa en agua.Influencia de la frecuenciaLa impedancia del cuerpo humano disminuye con el aumento de la frecuencia, hecho que sepuede explicar a partir del modelo de la figura 1, modelo de la norma IEC 60479-1.Cp, ent. Cp, sal.I c R int.ENTRADAR p, ent.I cSALIDAR p, sal.Z p, ent. Z c, int. Z p, sal.Z p, ent. : impedancia de la piel (punto entrada de corriente)Z c, int. : impedancia interior del cuerpo humanoZ p, sal. : impedancia de la piel (punto de salida de corriente)R p, ent. : Cp, ent. : resistencia y capacidad de la piel (punto de entrada)R p, sal. : Cp, sal. : resistencia y capacidad de la piel (punto de salida)R int. : resistencia interior del cuerpo humanoFigura 1Model o de impeda nci a corpor alLas impedancias de los puntos de entrada y salida del cuerpo (piel) presentan una componenteresistiva y otra capacitiva, mientras que la del interior es prcticamente resistiva con un valorprximo a los 500. Por ello, es la impedancia de la piel la que tiene la contribucin msimportante a la impedancia total del cuerpo humano, siendo muy influida por el estado de lamisma.Como puede observarse adems en el modelo, la impedancia de la piel es la de un circuitoparalelo R-C y disminuye su valor con el aumento de la frecuencia.Z p Rp1 RpCp w2Por lo que para altas frecuencias la impedancia de la piel es prcticamente despreciable,quedando como impedancia total del cuerpo, nicamente la resistencia interna del mismo.3 4. Influencia de las condiciones del contactoAdems la impedancia de los puntos de contacto depende fundamentalmente de la superficiede contacto (disminuye cuanto mayor es el rea de contacto) y de la presin de contacto(disminuye cuanto mayor es la presin de contacto este es el caso de las herramientasporttiles). Adems depende mucho, como ya mencionamos antes, del estado de humedad dela piel y del estado de la misma.Influencia segn el trayecto por el organismoEntre otros factores, la impedancia del cuerpo depende del trayecto que recorre la corriente porel cuerpo. Los trayectos que pasan por rganos vitales (cerebro, corazn, pulmones, etc.)presentan un mayor riesgo.En la figura 2 se muestran los porcentajes del valor de la impedancia entre una mano ydiferentes partes del cuerpo (Figura 2a) y entre dos manos y diferentes partes del cuerpo(Figura 2b) respecto a la impedancia correspondiente a la trayectoria mano-mano. As porejemplo, una trayectoria mano-cabeza tendr una impedancia del 50% de la impedancia quecorresponde a una trayectoria mano-mano o mano-pie.50 3040 2045 60 2375 255010060 3570 4575 50100 (a) 75 (b)Una mano Dos manosFigura 2Valores porcentuales relativos de la impedanciadel cuerpo humano para diferentes trayectorias.Influencia de otros factoresLa impedancia tambin depende del individuo, como ser, estatura, peso, edad, estado, etc.4 5. 3. Zonas tiempo-corriente para corriente alterna con frecuenciascomprendidas entre 15 y 100HzLa gravedad de un choque elctrico viene determinada fundamentalmente por la Valor eficazde la Corriente y Duracin de la descarga.Evidentemente cuanto mayor es el valor eficaz de la corriente que circula por el cuerpo msgraves son las consecuencias del choque elctrico, y las consecuencias se agravan alaumentar la duracin de la descarga. Los choques elctricos de duracin mayor a 0.5segundos son especialmente peligrosos puesto que la probabilidad de incluir el perodovulnerable es muy elevada.En la norma IEC 60479-1 se definen una serie de grficas Zonas tiempo-corriente quepermiten evaluar los efectos fisiolgicos de las corrientes en funcin de su valor eficaz ydel tiempo de duracin de la descarga. Estos grficos fueron elaborados a partir deaccidentes elctricos y de experimentacin con animales.En la figura 3 se reproducen las zonas tiempo-corriente correspondientes a corriente alterna,con frecuencias comprendidas entre 15 y 100Hz, que circulan por el trayecto mano izquierda-pies.Figura 3Zonas tiempo-corriente para corrientes alternas (15 a 100Hz),trayecto mano izquierda a pies.En la figura anterior se representan las siguientes curvas caractersticas:Curva a ( I 0.5mA , umbral de percepcin).Curva b ( I Io 10t , siendo Io 10mA el umbral de no soltar)Curva c1 (curva umbral de fibrilacin ventricular)Curva c2 (curva de probabilidad de fibrilacin ventricular del 5%)Curva c3 (curva de probabilidad de fibrilacin ventricular 50%).5 6. En la Tabla 3 se hace un resumen de las zonas tiempo-corriente y de los efectos fisiolgicosque se desprenden de la Figura 3:Tabla 3: Zonas tiempo-corriente en corriente alterna (frecuencia 15 a 100Hz)Zonas Efectos fisiolgicos1 Usualmente ninguna reaccin.2 Usualmente no existen efectos fisiolgicos peligrosos.Usualmente no existen daos orgnicos. Probabilidad de contracciones musculares ydificultades respiratorias, de perturbaciones reversibles en la formacin y propagacin3 de impulsos cardacos, incluida la fibrilacin auricular y los paros cardacostemporales sin fibrilacin ventricular, aumentando con la intensidad de corriente y eltiempo.Adems de los efectos de la zona 3, probabilidad de fibrilacin ventricular4 aumentando hasta el 5%

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