Un intento de explicar as razóns polas que resulta tan
difícil electrocutar á xente, salvo que
non sexa iso o que se pretende.
Introdución.
Hai algúns
meses pasou polos cinemas, unha película dun director norteamericano, Frank Darabont,
titulada A Milla Verde, protagonizada
por un Tom Hanks claramente pasado de peso, cuxa contemplación me levou a unha
serie de reflexións, froito das cales naceron unha conferencia no meu Colexio
Profesional, e esta publicación, ámbalas dúas alentadas pola mesma vontade de
ensinar divertindo.
Descoñezo se o colectivo de instaladores
eléctricos, primeiro destinatario destas reflexións, é moito ou moi pouco cinéfilo,
pero estou seguro que os que asistisen á proxección da citada película, ao ver
aquela impresionante secuencia da execución dun dos personaxes na Old Sparkey, a vella cadeira eléctrica,
preguntáronse por que resulta tan difícil
electrocutar a unha persoa na devandita cadeira eléctrica, cando moitos
dos nosos coñecidos, ou aínda amigos, faleceron en accidentes dun nivel de
risco aparentemente menor?.
Na secuencia citada, un dos carcereiros, ben ruín
por certo, omite intencionadamente mollar en auga a esponxa que se pon baixo o
eléctrodo da cabeza, o que provoca que se dificulte o paso da corrente eléctrica
polo condenado, e unhas imaxes da electrocución francamente difíciles de aguantar.
Imaxes que, por outra banda, están dispoñibles na WEB cun protagonista real,
Allen Lee Davis, cruelmente executado no aparentemente civilizado estado de
Florida, o pasado ano [1].
Pero volvamos ao cerne do asunto: non debe ser
obxecto deste artigo o argumentar en favor ou en contra da pena de morte, nin
dar consellos de procedemento a verdugos afeccionados, senón mais ben, repasar
algúns conceptos eléctricos relacionados cos fenómenos da electrización, e, o
que é máis importante, como minimizar o risco de electrocución para os usuarios
da electricidade.
Os riscos da enerxía Eléctrica.
Toda actividade humana comporta risco. Sen poñer
exemplos extremos como o de circular en automóbil por Vigo, o simple feito de
saír á rúa leva aparellados uns riscos. O nivel deste risco pode ser expresado numericamente:
un caso entre cen, entre mil, ou entre un millón, pero o seu valor numérico non
ten importancia máis que para as compañías de seguros, que nos seguiremos a ter
medo a viaxar en avión aínda que o automóbil ou a motocicleta sexan moito máis
perigosos, e seguiremos a preocuparnos máis pola contaminación electromagnética
dun novo centro de transformación a unhas decenas de metros da nosa vivenda que
pola do teléfono móbil que situamos a uns centímetros do noso cerebro. Non
importa, pois, o nivel de risco e a frecuencia dos accidentes senón a percepción
que temos dese risco
Outro aspecto do risco eléctrico que me interesa
sinalar é o que ten que ver coa súa percepción e a súa necesidade de aprendizaxe.
Din os que saben destas cousas que o ser humano percibe o risco a dous niveis:
un nivel xenético, ou non necesitado de aprendizaxe e un nivel cultural,
transmitido por acumulación de experiencias. O medo ao lume,o medo ás alturas,
etc., estarían segundo estas fontes neste primeiro nivel e o medo á
electricidade nas segundas. Tendo en conta que gran parte da actividade de
progreso da humanidade é unha loita por minimizar o risco, e concretamente no
noso caso a alternativa enerxética eléctrica nace tamén como unha minoración
dos riscos da distribución canalizada do gas nos fogares, o uso da
electricidade como fonte enerxética nas vivendas ten, en canto do risco, un
aspecto inesperado: mellora o nivel pero dificulta a súa percepción.
E temos que recoñecer que a corrente eléctrica
mata. Non mata tanto como debese, se temos en conta a cantidade de prácticas
irresponsables que vemos a cotío, pero a nosa profesión e oficio é, precisamente,
o loitar por conseguir que non mate nada de nada. Nin tan sequera en Florida. Cómpre
non esquecer que, nesa parte do regulamento de baixa tensión, REBT, que non le
case que ninguén, dise:
Capítulo
1: o REBT ten por obxecto establecer as condicións e garantías que deben reunir
as instalacións eléctricas [...] para garantir a seguridade das persoas e dos
bens.
Tamén fala de mellorar a calidade da
subministración, unificar as características dos materiais e mellorar o
rendemento económico dos investimentos, pero todo iso, por importante que lles
poida parecer aos que se cren a salvo do risco de electrocución, moi en segundo
lugar.
Garantir a seguridade é, por tanto, a nosa
primeira ocupación e preocupación. Resumindo moito podemos afirmar que os danos
ás persoas provocados polas instalacións eléctricas poden ser orixinados fundamentalmente
de dúas formas:
ü
Indirectamente,
como resultado dun mal funcionamento dun equipo ou instalación eléctrica, que
dea como resultado unha situación de risco, entre as que podemos sinalar como máis
frecuente o lume de orixe eléctrica.
ü
Directamente,
por contacto involuntario con pezas baixo tensión, de forma que parte da
corrente do sistema atravese o noso corpo.
Aclarar que cando este contacto se establece con
partes que están baixo tensión porque esa é precisamente a súa función falaremos
de contacto directo, e cando o sexa con
partes que adquiriron esa condición como resultado dun defecto no illamento de contacto indirecto. O primeiro ten un
maior nivel de risco e unha mellor percepción, e o segundo un menor nivel de
risco pero moita peor percepción, o que o converte en máis perigoso. A este
segundo tipo dedicarémoslle parte importante da nosa análise.
Antes de entrar na análise dos riscos e da
gravidade das consecuencias destas formas de contacto, repasemos brevemente
algúns conceptos eléctricos.
A circulación da corrente eléctrica.
Lei de Ohm Ampliada, na que se define a impedancia como a relación entre a tensión aplicada e a intensidade
que circula polo referido condutor.Lembremos, así mesmo, que estas impedancias
poden ser lineais ou non lineais, homoxéneas ou non homoxéneas, e de valor estable
no tempo ou non estable. E o corpo dun ser vivo en xeral, baixo o punto de
vista das impedancias, é xusto todo o que comeza por non. É non lineal, non homoxénea
(pel, músculos, ósos, etc) e non estable no tempo.
A
circulación da corrente eléctrica a través dun condutor está gobernada pola ben
coñecida, polo menos polos enxeñeiros eléctricos,
Aínda
máis: esta impedancia é moi dependente da traxectoria concreta que sega a
corrente, entrada pola man saída polo pe, entrada por unha man saída pola
outra, etc., e tamén moi dependente das diversas influencias externas, incluíndo
nestas o estado físico e psíquico do accidentado. Se a isto engadimos que as
impedancias varían en cada persoa concreta, e que ademáis esta impedancia é moi
difícil de medir nos seres vivos (polo menos sen poñer en perigo a súa vida)
chegaremos á conclusión que o único achegamento posible ao tema é o método
estocástico [2]. Todo un
desafío!.
Se lembramos que, conforme ampliaremos un pouco máis adiante, é o valor da
corrente, en estreita relación co tempo de paso, o que establece os límites de
risco, a loita por minimizar este risco establecerase en tres frontes:
ü A fronte da tensión: no
campo dos contactos directos utilizando baixas tensións de seguridade; no dos
contactos indirectos facendo moi pequena a tensión de contacto.
ü A fronte da corrente: facendo
máximas as impedancias do circuíto, impedancia do propio contacto, impedancia do corpo [3], impedancia do chan, etc.
ü A fronte do tempo: posto
que o tempo xoga un papel determinante no risco, cortando as fontes da
subministración antes de entrar na zona de perigo.
No vixente, esperemos que por pouco tempo [4],
Regulamento Electrotécnico de Baixa
Tensión, na súa Instrución MI BT 021, establécese que, para a protección das
persoas contra os riscos do paso da corrente eléctrica, pódense establecer dous
tipos de medidas:
ü Medidas da Clase A: Non
necesitan corte da alimentación para outorgar a protección.
ü Medidas da Clase B: Necesitan corte da alimentación.
Entre as medidas da Clase A, tamén denominadas básicas, podemos citar a
interposición de barreiras illantes, o emprego de aparatos de dobre illamento,
a inaccesibilidade simultánea de elementos condutores e masas, o recubrimento
das masas metálicas con illamentos de protección, a utilización de diferenzas
de potencial non perigosas, a separación de circuítos por medios galvánicos
como transformadores de illamento, o emprego de baixas tensións de seguridade e
as conexións equipotenciales entre masas metálicas.
Pola
contra, as únicas medidas da Clase B que se citan o establecemento dun camiño
de baixa impedancia para as derivacións a terra, unido a un dispositivo de
detección e corte automático da alimentación, ben un dispositivo de detección
de correntes de defecto, coñecido como interruptor diferencial ou máis
correctamente Dispositivo Diferencial Residual, DDR, ou ben un magnetotérmico,
máis correctamente dispositivo de corte de correntes de curtocircuíto,DPCC.
Pola súa banda a Norma UNE 20460-4-41, núcleo do futuro REBT, complica un
pouco máis as cousas, establecendo tres tipos de medidas:
ü Medidas
de Protección contra os contactos directos e indirectos.
ü Medidas
de Protección contra os contactos directos.
ü Medidas
de Protección contra os contactos indirectos.
Medidas de protección contra contactos
directos e indirectos.
A mencionada Norma recolle como única medida capaz de dar unha protección
adecuada nas dúas situacións, é dicir, contacto con pezas baixo tensión e
contacto con pezas postas baixo tensión polo efecto dunha avaría, a utilización
para o fornecemento das Moi Baixas Tensións de Seguridade, MBTS. Este sistema,
de utilización práctica moi limitada, consiste no emprego dunha fonte de
alimentación, de características moi definidas, cunha tensión de alimentación por
baixo dos 50V en corrente alterna, ou 75V en corrente continua.
Medidas de protección contra os contactos
directos.
As medidas de protección contra os contactos directos, definidas en UNE 20460-4-41,
son a protección por illamento das partes activas, a protección por medio de
barreiras ou envolventes, a protección
por medio de obstáculos, a protección por afastamento, e unha protección
complementaria por dispositivos de corrente diferencial residual, é dicir,
diferenciais de alta sensibilidade.
A protección contra os contactos directos por illamento das partes activas
consiste en dotar a estas partes, dun illamento que non poida ser retirado máis
que coa súa destrución, non considerando ás pinturas, vernices e lacas, entre
estes medios.
Pola súa banda a protección por medio de barreiras ou envolventes, consiste en situar estas partes
activas no interior de envolventes cun
grao de protección mínimo de IP2X, fixadas de forma segura, robustas e duradeiras, aínda @teniendo en
cuenta as posibles influencias externas. Estas proteccións serán retirables soamente mediante ferramentas e
sen tensión nas partes activas.
En canto á protección por medio de obstáculos, soamente é posible a súa
implantación nos locais afectos ao servizo eléctrico, con acceso restrinxido ao
persoal autorizado, impedindo o achegamento e o contacto non intencionado.
Estas proteccións serán desmontables sen ferramentas, por exemplo as reixas das
celas de obra civil dos centros de transformación. Nestes mesmos locais
poderase igualmente implantar a denominada Protección por afastamento,
consistente no establecemento dun volume de accesibilidade, limitado polo
espazo que unha persoa pode alcanzar coa man sen medios auxiliares.
Como complemento de todas estas medidas, ou barreira contra as
imprudencias, a Norma recomenda o uso dunha protección complementaria por
dispositivos de corrente diferencial residual ( DDR) de alta sensibilidade, é
dicir dunha sensibilidade igual ou maior que 30
mA.
Medidas de protección contra os contactos
indirectos.
Na protección contra os contactos indirectos descríbense dous tipos de
proteccións: as activas, baseadas no emprego de aparellos de detección e corte
automático da alimentación, e as pasivas, baseadas na utilización de dobre
illamento, de locais e emprazamentos non condutores, de conexións equipotenciales locais non conectadas á terra
xeral, e da protección por separación eléctrica ou separación de circuítos,
mediante un transformador de illamento, cuxo funcionamento analizaremos máis
adiante, con ocasión dos esquemas de conexión a terra, co que teremos máis
posibilidades de entender correctamente o seu funcionamento.
Medidas Pasivas.
Nas conexións equipotenciales
locais, todas as masas metálicas simultaneamente accesibles están ao mesmo
potencial, pero illadas da toma de terra eléctrica, polo que, en caso de
defecto de illamento, o circuíto de retorno non se pecha, o que impide a
aparición de tensións de contacto perigosas. Outro método semellante é a
utilización de locais denominados non condutores. Nestes locais as paredes e o
chan teñen unha alta Resistencia eléctrica superior aos 50 kS para tensións menores de 500 V, e a 100 kS para tensións maiores, valores medidos
cunha tensión de proba de 2000 V. Desta forma asegúrase que a corrente de fuga,
en condicións normais de servizo, é menor de 1
mA
Como última das medidas pasivas, recóllese o emprego do dobre illamento,
consistente na utilización de aparellos nos que no caso dun defecto no
illamento principal queda aínda interposto entre a parte activa e o usuario, un
illamento secundario. Na maior parte dos casos este illamento secundario é a
propia carcasa do aparello. Estes
materiais denomínanse de Clase II, e levan unha indicación formada por dous
cadrados, un no interior do outro.
Medidas Activas.
As medidas activas, que levan implícito o corte automático da
alimentación, necesitan, ademais da detección da aparición da condición de
perigo e a actuación do elemento de corte sobre o circuíto vixiado, as
seguintes condicións, comúns a todos os esquemas de conexión a terra que
describiremos un pouco máis adiante:
ü Todas as
masas metálicas deben estar unidas a terra con condutores de sección adecuada.
ü Dúas
masas metálicas simultaneamente accesibles han de estar imperativamente unidas
á mesma posta a terra.
ü O corte
da alimentación debe producirse dentro dos valores tempo/corrente
establecidos na IEC 60479-2.
A tantas
veces citada ao longo do artigo, Norma UNE 20.460-4/41, no seu punto 413.1.1.3,
establece que, un dispositivo de protección debe separar automaticamente da
alimentación a parte da instalación protexida por este dispositivo, de tal
forma que, despois dun defecto nesta parte, non se poida manter unha tensión de
contacto en ningures da instalación dun valor superior ao indicado na Táboa 41A
e representado na Figura 41 B, durante un tempo máis longo do indicado nelas.
Táboa 41 A
|
Figura 41B
|
|
Tensión de contacto suposta
[V]
|
Tempo de funcionamento máximo [s]
|
 |
<
50
|
4
|
|
50
|
5
|
|
75
|
1
|
|
90
|
0,5
|
|
110
|
0,2
|
|
150
|
0,1
|
|
220
|
0,05
|
|
280
|
0,03
|
|
Na táboa indícase o
tempo de funcionamento máximo da instalación para unha certa tensión de
contacto. A tensión de contacto é función da tensión simple do sistema e do esquema
de conexión a terra.
(Continuará)
Nota[1]: Allen
Lee Davis foi executado en Jacksonville o 8 de xullo de 1999. O artigo foi orixinalmente
publicado no ano 2000, de aí a referencia temporal
NOTA [3]: Para o lector que desexe ampliar coñecementos, na Norma UNE 20572, defínese
a Impedancia total do corpo humano, como o resultado da suma, en valores
complexos, da impedancia existente entre dous eléctrodos en contacto con dous partes
do corpo, despois de suprimir a pel baixo os mencionados eléctrodos, á que
denomina interna, e a impedancia da pel, ou a existente entre un eléctrodo
situado sobre ela e outro nos tecidos condutores subxacentes. Ademais introduce
o concepto de Resistencia inicial do corpo [Ri], á que define como a
resistencia que limita o valor de crista da corrente, no momento en que se
aplica a tensión de contacto.
 |
