Protección Contra Riesgos de Arco Eléctrico (Arc-Flash)

¿Por qué es necesario conocer las soluciones de protección contra riesgos de arco eléctrico (Arc-Flash) en el sector industrial?

Los riesgos de arco eléctrico son muy conocidos por el personal del sector eléctrico, en las empresas de transmisión y distribución de energía. Sin embargo, esos riesgos no son tan conocidos por el personal de las plantas industriales.

En el sector industrial los operadores tienen más conocimientos acerca de los procesos mecánicos y/o químicos, pero no tienen tanto conocimiento acerca de los riesgos operativos de las instalaciones eléctricas de la planta. Este es el principal inconveniente que enfrentan los propietarios de instalaciones industriales en cuanto a la seguridad de su personal y de las pérdidas que representan los eventos de arco eléctrico.

NOTA: Este artículo esta basado en un Caso de Estudio de SEL (Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.) publicado en la Guía de Aplicación que se cita en la sección de “Fuentes” al final de esta página.

Principales Peligros

Una de las actividades que presentan mayor peligro para la seguridad del arco eléctrico en las plantas industriales es el mantenimiento anual de los equipos eléctricos. Esto incluye: la conmutación de los interruptores de media tensión, la instalación de tomas de tierra de protección, el desmontaje de transformadores, la resolución de problemas de interruptores de baja tensión, entre otros.

El riesgo se debe a que los operadores de la planta sólo realizan estas tareas una vez al año, por lo tanto, se tornan como tareas poco familiares y suponen un mayor riesgo de error humano.

Además, el riesgo aumenta si el mantenimiento anual se realiza a través de una agencia externa. El error humano podría aumentar porque el personal eléctrico de la agencia externa podría estar poco familiarizado con los procesos de la planta. Si la planta debe permanecer operativa durante el mantenimiento, puede darse el caso de que los circuitos adyacentes se energicen mientras que los trabajadores realicen el mantenimiento.

Demostración de Protección contra Riesgos de Arco Eléctrico. Fuente: SEL Inc.

Datos de la Industria sobre el Arco Eléctrico

Desafortunadamente, los eventos de arco eléctrico en el sector industrial son comunes y pueden traer consecuencias extremas. A continuación, mostraremos los datos de acuerdo con la publicación del 31 de Mayo de 2013 del Industrial Safety & Hygiene News:

> Cada año ocurren 30,000 incidentes de arco eléctrico, de los cuales:

  • 7,000 son lesiones por quemaduras.
  • 2,000 son hospitalizaciones.
  • 400 son muertes. ⚠️
  • El 80% de las muertes relacionadas con el arco eléctrico se deben a quemaduras externas.

Los datos de la industria también han demostrado que la mayoría de los eventos de arco eléctrico ocurren tarde en el día o al final de un turno, cuando los trabajadores están cansados, apresurados o tentados a ignorar los protocolos de seguridad.

Posibles Causas del Arco Eléctrico

Según la OSHA, los eventos de arco eléctrico pueden ser causados por:

  • Polvo.
  • Herramientas que caen.
  • Toques accidentales.
  • Condensación.
  • Fallas en los materiales.
  • Corrosión.
  • Instalación defectuosa.

Consecuencias del Arco Eléctrico

Un sólo evento de arco eléctrico tiene el potencial de liberar 35,000 grados Fahrenheit, casi cuatro veces la temperatura de la superficie del sol. Esto pone en peligro al personal, y podría afectar el sistema de energía eléctrica de la planta y limitar la producción. Además, el tiempo de inactividad del proceso resultante podría ser extremadamente costoso.

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA, por sus siglas en Inglés) declara que: Debido a la naturaleza violenta de una explosión por un arco eléctrico, cuando un empleado se lesiona, la lesión es grave, incluso resulta en la muerte. Es común que un empleado lesionado nunca recupere su calidad de vida pasada.

Los tres factores principales que determinan la gravedad de una lesión por peligro de arco eléctrico son:

  1. La proximidad del trabajador al peligro.
  2. La temperatura del arco y del entorno.
  3. El tiempo para que se abra el circuito que alimenta el arco.
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Medidas de Seguridad

Conociendo lo anterior, se pueden implementar soluciones para proporcionar un entrono seguro para el personal y minimizar las posibles lesiones, como las siguientes:

  1. Cálculo de la energía incidente de la exposición para establecer los límites de protección contra el arco eléctrico.
  1. La instalación de letreros y etiquetas de seguridad del producto para comunicar las áreas de riesgo.
  1. La exigencia del uso de equipo y ropa de protección personal (EPP), como trajes ignífugos y protecciones faciales.
  1. Instalación de dispositivos inteligentes de protección contra arco eléctrico para reducir el tiempo de apertura del circuito donde ocurra el arco. Esto reduce significativamente la cantidad de energía incidente resultante de un evento de arco eléctrico.

Sin embargo, la forma más eficaz de aumentar la seguridad contra el arco eléctrico es eliminar el elemento humano de la ecuación tanto como sea posible. Es decir, implementar la tecnología adecuada para que los trabajadores puedan operar los equipos de forma remota y no directamente frente al equipo eléctrico. En este sentido, el personal disminuirá en gran medida el riesgo de exposición al arco eléctrico.

Relés de Protección contra Arco Eléctrico (Arc-Flash)

Hoy en día, ya existen suficientes avances tecnológicos que permiten reducir la cantidad de energía resultante de un arco eléctrico para poder garantizar la seguridad de los operadores.

Sin embargo, las soluciones de relés de protección contra arco interno son poco conocidas en el sector industrial. Y su aplicación depende de las gestiones de los proveedores de estas soluciones para poder educar a los operadores e incentivar la instalación de este tipo de tecnologías en la industria.

Relé de Protección de Arco Eléctrico (Arc-Flash)
Relé con Función de Protección contra Arco Eléctrico (Arc-Flash). Fuente: SEL-751.

En este sentido, fabricantes como SEL (Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.) ofrecen múltiples beneficios de adoptar esta nueva tecnología: mejor calidad, menor costo, simplicidad, mayor velocidad de muestreo, mayor capacidad de almacenamiento de datos, mayor protección del equipo y mayor seguridad del personal.

Conclusiones

Todo el personal que esté trabajando en cualquier sector donde existan instalaciones eléctricas debe estar entrenado y capacitado para poder prevenir los riesgos de arco eléctrico. Independientemente del nivel de tensión de la instalación, ya sea baja tensión, media tensión o alta tensión, todos los empleados ponen sus vidas en riesgo si deben operar o realizar mantenimiento a los equipos eléctricos de la instalación. En este sentido, una solución optimizada para reducir el riesgo es la instalación de relés de protección de arco eléctrico (Arc-Flash), ya que es una solución sencilla, económica y efectiva.

→ Artículo Recomendado: ¿Cuáles son los riesgos de los BESS en las Redes Eléctricas?

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Fuentes

SEL APPLICATION GUIDE (selinc.com)

Soluciones para la protección contra arcos eléctricos (selinc.com)

OSHA FACTSHEET PPE

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