1
Download Riesgos de la electricidad - Objetivos
Document related concepts
Transcript
Riesgos de la electricidad - Objetivos •Identificar los dos lugares en los que ocurren la mayoría de las electrocuciones •Entender la naturaleza de los riesgos de la electricidad •Conocer las partes del cuerpo que se ven afectadas •Enumerar las estrategias de protección Departamento de Ingeniería Eléctrica all Riesgos de la electricidad contenido • • • • • • Dónde ocurren los accidentes Causas de accidentes Descripción de los riesgos Partes del cuerpo humano afectadas Resumen de causas de lesión y muerte Estrategias de protección Departamento de Ingeniería Eléctrica all Dónde ocurren las electrocuciones Muertes promedio anuales ocasionadas por electrocución en un período de 25 años (1960-1985) EEUU 474 Hogar 384 Empresas 120 Descargas atmosféricas Adaptado de Square D, Electrical Safety Seminar Departamento de Ingeniería Eléctrica all 120 Granjas 102 Carreteras 1. Uso de equipo o material muy cerca de líneas energizadas y expuestas a. Vehículos (grúas y camiones de volteo) b. Otros equipos mecánicos (montacargas, excavadoras) c. Herramientas y materiales (escaleras, varillas) 2. No usar equipo de protección 3. No desenergizar y bloquear equipo. 4. Empleo de equipo visiblemente dañado 5. Perforar en lugares desconocidos Departamento de Ingeniería Eléctrica all Riesgos •Arco eléctrico, quemaduras •Choque o toque eléctrico, electrocución •Explosión, partes metálicas a alta velocidad y material fundido Departamento de Ingeniería Eléctrica all Es la estimulación eléctrica que ocurre cuando pasa corriente eléctrica por el cuerpo. La cantidad de corriente que pase El efecto en el cuerpo depende de Por dónde pase la corriente La condición física de la persona Departamento de Ingeniería Eléctrica all • El hogar y la industria es en donde más ocurre la electrocución • La mayoría es ocasionada por voltajes < 600 V • Con 115 volts, la fibrilación puede iniciar en 3 o 4 s de iniciada la corriente. • A mayor voltaje es menor el tiempo para que inicie la fibrilaición. Departamento de Ingeniería Eléctrica all Analogía Hidráulica I corriente V - + tanque Adaptado de TI, Understanding Solid-State Electronics voltaje GEN canal resistencia resistencia corriente, A = Departamento de Ingeniería Eléctrica all voltaje, V resistencia, Ω Circuito Físico La corriente pasa del taladro a la mano y del cuerpo a la tierra. TALADRO R1= Resistencia de contacto con el taladro TALADRO R2 = Resistencia del cuerpo sin incluir la piel 120 V I R3= Resistencia de contacto entre los zapatos y la tierra TRAYECTORIA LA CORRIENTE Adaptado de John Cadick, Electrical Safety Handbook I= V 120 = = 21 mA R1 + R2 + R3 500 + 200 + 5000 Los valores de R1, R2 y R3 tomados de las tablas siguientes. Departamento de Ingeniería Eléctrica all Con suela de cuero húmeda, parado en suelo húmedo, y está sudando intensamente Valores de resistencia Condición Toque con un dedo Mano sosteniendo cable Mano sosteniendo pinzas Toque con la mano Mano alrededor de tubería de 1½ o taladro Dos manos alrededor de tubería de 1½ Mano inmersa Pié inmerso Cuerpo humano, sin considerar la piel Resistencia Seco Mojado Ω Ω 40 k a 1 M 4 a 15 kΩ 10 a 50 kΩ 3 a 6 kΩ 5 a 10 kΩ 1 a 3 kΩ 5 a 10 kΩ 1 a 2 kΩ 1 a 3 kΩ 0.5 a 1.5 kΩ 0.5 a 1.5 kΩ 250 a 750 Ω 200 a 500 Ω 100 a 300 Ω 0.2 a 1 kΩ Material Suelas o guantes de hule Concreto seco sobre terreno Concreto seco enterrado Suela de baqueta, seca, incluyendo pié Suela de baqueta, mojada, incluyendo pié Concreto húmedo sobre terreno Departamento de Ingeniería Eléctrica all Resistencia > 20 MΩ 1 a 5 MΩ 0.2 a 1 MΩ 0.1 a 0.5 MΩ 5 a 20 kΩ 1 a 5 kΩ Respuesta a la magnitud de corriente Corriente 60 Hz < 1 mA 1 mA 1 a 3 mA 10 mA Fenómeno fisiológico Ninguno Umbral de percepción 30 mA Parálisis respiratoria 75 mA 0.5% de umbral de fibrilación 250 mA 4A Umbral de fibrilación 99.5% Umbral de parálisis del corazón (no fibrilación) ≥ 5A Umbral de parálisis los brazos Sensación o incidencia letal Imperceptible Sensación leve Sensación dolorosa No es posible dejar de agarrar con la mano, si no se está agarrando, la persona puede jalar el brazo hacia ella Se de ja de respirar, frecuentemente es fatal El corazón pierde operación coordinada El corazón se detiene mientras pasa la corriente. Durante contactos de corta duración, el corazón puede volver a funcionar al interrumpir la corriente. Por lo general no es fatal para la operación del corazón Se quema la piel y los órganos No es fatal a menos que se quemen órganos vitales. Electrical Safety Handbook, John Cadick Departamento de Ingeniería Eléctrica all 20 15 10 4 .050 .030 4 A o más Parálisis del corazón, quemaduras graves en piel y órganos .050 A a 4 A .1 - .2 Fibrilaciópn venticular .05 - .1 Posible fibrilación ventricular 30 mA - Dificultad para respirar, asfixia, fibrilación en niños pequeños .015 15 mA - Los músculos del 50% de la poblacón se paralizan .010 .005 .001 >10 mA - Umbral de parálisis en los brazos 5 mA - GFCI Nivel de disparo 1 mA - Nivel de percepción Departamento de Ingeniería Eléctrica all Ocurre un arco eléctrico cuando fluye una cantidad importante de corriente eléctrica a través de lo que previamente era aire El aire no es conductor, el flujo de la corriente se lleva a cabo en el vapor del material de la terminal del arco y el aire ionizado. Esta mezcla de materiales, a través de las cuales fluye el arco, se conoce como plasma. Departamento de Ingeniería Eléctrica all •Cuando el voltaje entre dos puntos excede la resistencia (aguante) aislante. Puede ocurrir cuando ocurren sobrevoltajes ocasionados por descargas atmosféricas y maniobras con interruptores. •Cuando el aire se sobre calienta con el paso de la corriente a través un conductor. Un alambre delgado al llevar mucha corriente se funde, sobre calentando el aire e iniciando un arco eléctrico. •Cuando dos contactos llevan alta corriente y se separan. En este caso el último punto de contacto se sobre calienta y se crea un arco debido al efecto inductivo del circuito. Departamento de Ingeniería Eléctrica all 50 000 °C 20 000 °C 50 000 °C Pueden causar quemaduras letales a distancias de hasta 2.5 m. La ropa al quemarse puede causar quemaduras secundarias letales. La potencia del arco puede llegar a ser la mitad de la potencia disponible de corto circuito. Departamento de Ingeniería Eléctrica all De qué dependen los daños que pueden ocasionar Distancia Cantidad de daño disminuye con el cuadrado de la distancia. El doble de distancia significa la cuarta parte del daño Coeficiente de absorción Los materiales absorben distintas cantidades de calor radiado Temperatura Mayor temperatura, mayor el potencial de daño Tiempo Mientras más dure la exposición mayor será el daño. Si los dispositivos de protección operan rápido, el daño será menor Departamento de Ingeniería Eléctrica all • De primer grado. Ocasionan dolor y dañan la capa exterior de la piel. Resultan en poco daño permanente pues las áreas de crecimiento no se ven afectadas. • De segundo grado. Ocasionan ampollas y daño severo en la piel. La capa exterior de la piel se destruye. • De tercer grado. Destruyen por completo los centros de crecimiento. Las quemaduras grandes de tercer grado requieren transplante de piel. Departamento de Ingeniería Eléctrica all •Los arcos sobre calientan el aire instantáneamente. •Esto ocasiona una rápida expansión del aire, dando lugar a frentes de onda con presiones de 100 a 200 libras por pulgada cuadrada. •Tales presiones son suficientes para hacer explotar interruptores y transformadores, ocasionando que salga metal a altas velocidades . En muchas ocasiones el arco no va acompañado de una explosión;pero cuando la explosión ocurre puede ser fatal. Departamento de Ingeniería Eléctrica all Partes del cuerpo afectadas • La piel • El sistema nervioso • El sistema muscular • El corazón • El sistema pulmonar Departamento de Ingeniería Eléctrica all Sección transversal de la piel SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA PIEL PORO EPIDERMIS VELLO DERMIS GLÁNDULA DEL ACEITE MÜSCULO DEL VELLO GLÁNDULA SUDORÍPARA TEJIDO GRASOSO SUBCUTÁNEO VASOS SANGUÍNEOS La piel humana se compone de tres capas de tejido. Departamento de Ingeniería Eléctrica all La piel •Capa exterior que que envuelve completamente el cuerpo •La piel de una persona pesa aproximadamente 2 kg. •Protege contra la invasión de bacterias •Previene la pérdida de agua •Proporciona sensación, regulación de temperatura y excreción •Las partes de importancia para propósitos eléctricos son: •La parte exterior, epidermis •Las glándulas sudoríparas •Los vasos sanguíneos Departamento de Ingeniería Eléctrica all Epidermis. Está formada principalmente por keratina. La keratina es la parte de la piel que presenta la mayor resistencia al paso de la electricidad. Las glándula sudoríparas y los vasos sanguíneos tienen resistencia relativamente baja y proporcionan el principal acceso a las partes húmedas, a la capa grasosa de la piel. La piel se puede quemar: Por el paso de la corriente, I2 R Por radiación térmica de un arco. Efecto de la piel en el flujo de corriente voltaje, V corriente, A = resistencia, Ω Se aplica la ley de Ohm. Una capa gruesa de epidermis da lugar a mayor resistencia y menor corriente Un trabajador con manos callosas tiene una resistencia mucho mayor a la electricidad que un bebé. La resistencia de la piel puede no ser suficiente, especialmente si se está sudado, con raspaduras o piquetes en la piel. Como cualquier otro aislamiento, la piel se perfora con el voltaje, esto ocurre más o menos a 600 V y solo queda la capa interna de la piel para limitar a la corriente. Departamento de Ingeniería Eléctrica all La médula espinal Los nervios espinales emergen de la médula espinal, y los nervios simpáticos se derivan de ellos..Una cadena de ganglios simpáticos baja por cada lado de las vértebras. Los nervios están formados exclusivamente de fibras axon, las partes transmisoras de impulsos de las neuronas. Departamento de Ingeniería Eléctrica all La médula espinal y sus ramificaciones Vértebra Médula espinal Nervios espinales Vista amplificada de las fibras que forman los nervios Ganglios simpáticos y ramas de nervios El sistema nervioso Está formado por trayectorias eléctricas empleadas para enviar información de una parte del cuerpo a otra. Los impulsos eléctricos pasan de un nervio a otro. El corazón late cuando se aplica un impulso eléctrico a los músculos que lo controlan. Si se aplica un impulso eléctrico externo, el sistema nervioso se puede confundir. Si la corriente es alta, el daño puede ser permanente El choque eléctrico puede producir: •Dolor, el familiar “toque” •Pérdida de control, parálisis eléctrica •Daño permanente, si se la corriente dura, el sistema nervioso puede dañarse permanentemente. Se destruyen las neuronas y las trayectorias eléctricas, resultando en pérdida de sensación o de función. Departamento de Ingeniería Eléctrica all El sistema muscular El sistema muscular está bajo el control voluntario del cerebro. Ellos gobiernan el movimiento, la postura y el balance. Departamento de Ingeniería Eléctrica all El sistema muscular Proporciona acción motriz al cuerpo. Cuando el sistema nervioso estimula los músculos con impulsos eléctricos los músculos se contraen para mover al cuerpo. •Acción refleja. El músculo se contrae, algunas veces en forma violenta, un trabajador en una escalera se puede caer. Choque eléctrico •Parálisis eléctrica. Con corrientes superiores a 10 mA el músculo puede bloquearse impidiéndole a la víctima soltar. •Daño permanente. El músculo se puede quemar con corrientes altas. Departamento de Ingeniería Eléctrica all El corazón humano El corazón de la izquierda es visto de frente y el de la derecha es visto de atrás. Las aurículas están llenas y listas para contraerse. Los vasos sanguíneos principales son bastante grandes. Las arterias coronarias en la superficie se ramifican a través del músculo del corazón. El corazón se alimenta por medio de capilares que conectan estas ramas con venas cardíacas. Estas regresan la sangre a la aurícula derecha. Departamento de Ingeniería Eléctrica all El corazón Es una bomba que palpita más de 2.5 millones de veces en una vida de 75 años. Fibrilación, el corazón palpita en forma rápida y no coordinada Departamento de Ingeniería Eléctrica all Los impulsos eléctricos en el corazón deben estar coordinados para producir una palpitación uniforme y rítmica. Ao m 75 urbio e t a d n dis El n r xte nar u icos. e nte asio léctr . e i orr e oc sos e brila c d l a i Un s pue impu zón f má n los cora e Desfibriladores y quemaduras Como cualquier otro músculo, el corazón puede paralizarse con corrientes de suficiente magnitud. La parálisis del corazón no es fatal si la corriente se quita rápidamente. Cuando la corriente se elimina el corazón queda relajado y listo para recibir la próxima señal. Frecuentemente el corazón reinicia. Si la corriente es de más de 4 A y dura lo suficiente, el corazón se puede quemar sufriendo quemaduras de tercer grado. Departamento de Ingeniería Eléctrica all El sistema pulmonar Cuando el diafragma se mueve hacia abajo crea un vacío en la cámara pulmonar, inyectando aire hacia los pulmones. El oxígeno pasa al flujo sanguíneo a través de diminutos capilares. Al mismo tiempo se pasa dióxido de carbono al aire en los pulmones. Cuando el diafragma se mueve hacia arriba, el aire es expulsado de los pulmones, completando así el ciclo respiratorio. Departamento de Ingeniería Eléctrica all Resumen de causas de lesiones y muerte Choque eléctrico (corriente pasando por el cuerpo) •Parálisis respiratoria •Fibrilación •Parálisis del corazón •Quemaduras en el tejido •Caídas Arco eléctrico (altas temperaturas) •Quemaduras en la piel •Falla en los riñones •Daño a pulmones por respirar plasma •Quemaduras en los ojos Explosión •Ceguera debido a metal caliente •Daño en oídos Departamento de Ingeniería Eléctrica all Equipo de protección Choque eléctrico (corriente por el cuerpo) •Aislantes de hule con protección de cuero, guantes, mangas, tapetes y cubiertas •Herramientas aisladas al trabajar con equipo energizado. Arco eléctrico •Ropa NOMEX o otra ropa de tela retardante de flama •Trajes antiflama de NOMEX o de otro material al realizar trabajos con riesgo de arco •Pértigas de maniobra para estar lo más alejados posible •Herramientas aisladas al trabajar con equipo energizado. •Lentes protectores •Guantes de hule con cubierta de cuero Explosión •Trajes antiflama de NOMEX o de otro material al realizar trabajos con riesgo de arco para evitar contacto directo con metal caliente •Ropa NOMEX o otra ropa de tela retardante de flama para evitar contacto directo con metal caliente •Careta Departamento de Ingeniería Eléctrica all
