Efectes de l'electricitat i riscos associats

Els sistemes elèctrics presenten riscos tant pel que fa a les fuites d’electricitat com a les possibles conseqüències tèrmiques de la conducció d’electricitat. En aquesta lliçó analitzarem amb detall les característiques i les conseqüències dels efectes elèctrics i tèrmics de l’electricitat des del punt de vista de la seguretat elèctrica.

Efectes de l'electricitat en persones i materials

Pel que fa als riscos i a les mesures de seguretat existents en relació al treball amb electricitat, hem de distingir-ne els efectes que l’electricitat té sobre el cos humà dels efecte que té sobre els materials implicats.

Efectes de l’electricitat en les persones

El cos humà és conductor de l’energia elèctrica. Si un individu se sotmet a una diferència de potencial el cos conduirà l’energia elèctrica i es produirà una circulació de corrent a través seu. La llei d’ohm ens explica quina és la relació entre la intensitat elèctrica que circula per un conductor segons la resistència i el voltatge al que se sotmet:

S’anomena xoc elèctric al fet que per una persona hi circuli una intensitat elèctrica. Perquè es produeixi un xoc elèctric, segons la llei d’Ohm, serà necessari que dues parts diferents del cos entrin en contacte amb qualsevol de les combinacions següents:

  • Entre dues línies: L1-L2, L2-L3 o L1-L3
  • Entre una línia i neutre: L-N
  • Entre una línia i terra: L-CP

Si no hi ha una diferència de potencial (és a dir, si només hi ha contacte elèctric amb una sola part del cos o el contacte es produeix a un mateix potencial), no es produirà circulació de corrent elèctric i, en conseqüència, no es patirà cap xoc elèctric. El xoc elèctric només existeix quan hi ha circulació d’intensitat elèctrica a través del cos. Els efectes en el cos humà seran diversos i dependran del valor de la intensitat i la durada d’un xoc elèctric.

Efectes de l’electricitat en el cos humà

Els efectes del corrent sobre el cos humà poden anar des de lesions físiques indirectes —cops, caigudes, etc.— fins a la mort per electrocució. Segons la gravetat de la lesió es distingeixen diferents efectes fisiològics:

  • Cremades
  • Tetanització
  • Asfíxia
  • Fibril·lació

Les cremades són alteracions de la pell que dependran de la densitat de corrent (mA/mm2) i la durada de l’exposició (s). Al voltant dels 10 mA/mm2 pot aparèixer un envermelliment de la pell amb una inflamació prop de la zona on s’ha produït el contacte elèctric. Fins als 40 mA/mm2 el color de la pell s’enfosquirà i augmentarà la inflació. I a partir dels 50 mA/mm2 hi ha risc de carbonització.

Es coneix per tetanització la impossibilitat de poder controlar els moviments del cos a conseqüència del pas de l’electricitat pel cos humà. El mecanisme que té el nostre cos per a poder realitzar qualsevol moviment es basa en corrents elèctrics que circulen a través dels nostres músculs governats pel sistema nerviós. Es tracta de valors d’intensitat molt baixos que no són detectats. Però quan la intensitat de corrent que traspassa el nostre cos des de l’exterior a través d’un xoc elèctric és superior al valor que produeix un moviment, el múscul no podrà actuar de manera voluntària i reaccionarà amb moviments espasmòdics o contraccions musculars.

Quan la tetanització afecta els mecanismes de respiració, apareix el fenomen de l’asfíxia. És la conseqüència de no poder controlar els moviments dels pulmons i, per tant, deixar de respirar amb normalitat. L’asfíxia pot provocar des d’accidents neurovasculars i fins i tot la mort.

Si l’òrgan que es veu afectat per l’electricitat és, en canvi, el cor, la conseqüència de la pèrdua del control del seu moviment es coneix com a fibril·lació. La fibril·lació consisteix en el moviment anàrquic del cor, el qual, deixa d’enviar sang als diferents òrgans i, encara que estigui en moviment, no segueix el seu ritme normal de funcionament.

Per tal de quantificar correctament els efectes comentats anteriorment, es defineixen diferents zones segons la intensitat i la durada del xoc (figura).

Observem la presència de tres corbes divisòries importants:

  1. Corba A: llindar de percepció
  2. Corba B: llindar de no poder deixar anar
  3. Corba C: llindar de fibril·lació ventricular
Figura Quantificació dels efectes del corrent elèctric sobre les persones

Quan ens afecten petits valors de corrent, el cos no arriba a tenir cap sensació ni serà capaç de notar la circulació d’intensitat de corrent a través seu. Aquesta primera àrea s’anomena zona sense reaccions i finalitza al llindar de percepció. El llindar de percepció és la línia a partir de la qual l’ésser humà ja és capaç de percebre l’electricitat.

Un cop superat el llindar de percepció, la intensitat serà perceptible però els seus efectes no seran nocius per a l’organisme. Entrarem a la zona sense efectes fisiològics perillosos que arribarà fins al llindar de no deixar anar. El llindar de no deixar anar es correspon al valor de la intensitat de corrent que impedirà a les persones poder controlar els seus moviments. En aquest moment, la persona no serà capaç d’actuar i, en conseqüència, no tindrà la possibilitat de despendre’s dels elements que li provoquin la descàrrega elèctrica. La zona que segueix el llindar de no deixar anar s’anomena zona de tetanització.

Si la intensitat que afecta el cos és encara superior i se supera la zona anterior, s’arriba al llindar de fibril·lació, a partir del qual apareixen probabilitats que el corrent afecti el funcionament del cor. Aquestes probabilitats augmenten a mesura que s’incrementa la intensitat de corrent elèctric.

Tots aquests efectes i d’altres que completen la llista, estan descrits per a cada zona de la gràfica de quantificació dels efectes de l’electricitat:

  • Zona 1 (a l’esquerra de la corba A): cap perill. No es produeix cap efecte sobre l’organisme
  • Zona 2 (entre la corba A i la corba B): es percep el pas de l’elctricitat però no es pateix cap dany
  • Zona 3 (entre la corba B i la corba C): existeix la probabilitat de contraccions musculars no controlades i de dificultat respiratòria. El cor pot patir alteracions de batec, però aquestes són reversibles.
  • Zona 4 (a la dreta de la corba C): apareix la possibilitat de fibril·lació ventricular, que augmenta amb la quantitat de corrent i amb el temps d’exposició (veure corbes secundàries a dintre de la zona). També hi ha una alta probabilitat de patir cremades greus, asfíxia o aturada respiratòria.

Cal tenir en compte que a la figura s’indiquen els efectes que produeix un corrent altern amb un recorregut entre la mà esquerra i els dos peus.

Determinació dels efectes de l’electricitat en les persones

Un cop coneguda la impedància del cos, amb la llei d’ohm ja podem conèixer quina serà la intensitat que circularà pel cos quan es produeixi un xoc elèctric. I amb la informació de la figura, que ja havíem vist, amb els efectes de l’electricitat sobre el cos humà ja en podríem determinar les conseqüències. Cal recordar que els efectes exposats a la gràfica corresponen a un recorregut entre la mà esquerra i els dos peus.

Figura Quantificació dels efectes del corrent elèctric sobre les persones

No obstant això, per tal d’extrapolar els valors extrets de la gràfica a qualsevol recorregut, s’utilitza l’anomenat factor de cor (figura).

Figura Factor de cor

El factor de cor serà el factor de correcció que s’aplicarà al corrent que circuli pel cos humà per obtenir l’equivalent a la figura.

Per obtenir el valor del corrent de referència (Iref) —que serà del qual n’extraurem els efectes a l’organisme— caldrà multiplicar el corrent que circula pel cos (Ih) pel Factor de cor (fc):

Això, de fet, seria el mateix que fer una segona correcció del valor de la impedància. El motiu d’aquesta modificació del valor del corrent elèctric a través del cos és expressar la importància que té el fet que el corrent passi (o no) a prop del cor, que com se sap, és un òrgan especialment sensible al pas d’un corrent elèctric. Com podeu veure a la figura, els corrents que travessen el cor penalitzen molt el valor del corrent de referència (el fan pujar) i els més allunyats fins i tot l’alleugen.

Efectes de l’electricitat en els materials

Els conductors elèctrics són els materials que, quan es posen en contacte amb un cos carregat elèctricament, transmeten l’electricitat a tots els punts de la seva superfície. Els millors conductors elèctrics són els metalls i els seus aliatges. Hi ha altres materials, no metàl·lics, que també posseeixen la propietat de conduir l’electricitat, com el grafit, les solucions salines (com, per exemple, l’aigua de mar) i qualsevol material en estat de plasma. El coure en forma de cables d’un o diversos fils és el metall més emprat en les instal·lacions d’ús domèstic i industrial i en el transport de l’energia elèctrica. Alternativament es fa servir l’alumini, metall que si bé té una conductivitat elèctrica de prop del 60% de la del coure, és un material molt més lleuger, cosa que n’afavoreix l’ús en línies de transmissió d’energia elèctrica en les xarxes d’alta tensió. Per a aplicacions especials es fa servir l’or com a conductor.

Els dielèctrics són els materials que no condueixen l’electricitat, per la qual cosa es poden utilitzar com a aïllants. Alguns exemples d’aquest tipus de materials són el vidre, la ceràmica, la porcellana, els plàstics, la goma, la mica, la cera, el paper, la fusta seca, alguns greixos d’ús industrial i electrònic i la baquelita, entre d’altres.

Si bé no hi ha materials absolutament aïllants ni absolutament conductors, hi ha cossos que són millors o pitjors conductors i que s’utilitzen molt per evitar curtcircuits. Per exemple, hi ha materials que es fan servir per folrar conductors elèctrics a fi de mantenir allunyades de l’usuari determinades parts dels sistemes elèctrics que, si es toquessin accidentalment mentre estan en tensió, podrien produir una descàrrega. D’altres s’utilitzen per confeccionar aïllants com, per exemple, els elements que es fan servir en les xarxes de distribució elèctrica per fixar els conductors en els suports sense que es produeixi contacte elèctric.

Aire i aigua

L’aire i l’aigua són aïllants en algunes condicions, però no en d’altres. L’aire, per exemple, és aïllant a temperatura ambient, però en condicions concretes de freqüència del senyal i potència pot esdevenir conductor. L’aigua destil·lada és aïllant, però amb minerals en solució no ho és.

La distribució de l’energia elèctrica es realitza mitjançant una xarxa de conductors elèctrics amb els suports necessaris perquè pugui arribar a qualsevol receptor. La xarxa de distribució pot ser aèria o subterrània. L’energia elèctrica arriba fins als destinataris empesa pels efectes del camp elèctric que és el responsable del moviment dels electrons al conductor. Com és sabut, perquè un electró es desplaci d’un àtom a un altre i generi moviment de càrregues —el que es coneix com a intensitat elèctrica—, cal que al material que el transporta la banda d’energia de valència i la banda d’energia de conducció se superposin, és a dir, que sigui un element metàl·lic conductor. La resistivitat d’un material és la característica física que ens descriu la dificultat que troben els electrons per a moure’s al seu interior. Els materials metàl·lics conductors com el coure o l’alumini tenen valors de resistivitat baixos. La resistivitat ens determinarà també la resistència d’un conductor en funció de la longitud i la secció:

El recorregut de l’energia elèctrica dependrà de la resistivitat dels materials que es trobi al seu camí. Les xarxes de transport i distribució de l’electricitat han de garantir l’aïllament suficient respecte al seu entorn per tal d’assegurar que el corrent elèctric no trobarà cap altra via de conducció. Si per alguna forma de defecte o d’accident dels conductors els electrons localitzessin un camí amb menor resistivitat elèctrica ben segur que l’escollirien. És en aquest sentit que caldrà assegurar que els sistemes elèctrics són prou aïllants respecte a l’entorn per tal d’evitar fuites de corrent que puguin afectar altres materials o persones.

D’altra banda, el moviment dels electrons dins del conductor també genera un sobreescalfament al material conductor. L’energia calorífica que genera el moviment dels electrons en un material es quantifica amb la llei de Joule:

L’escalfament dels conductors dependrà de la intensitat elèctrica que hi circula, de la resistència del material així com del temps de durada de la conducció de l’energia elèctrica pel seu interior. Si un conductor està sotmès a una intensitat de corrent elevat durant molt de temps es pot arribar a escalfar de manera que assoleixi el roig viu. La calor produïda és susceptible d’iniciar un incendi si en l’entorn s’hi troben els altres elements del triangle del foc: combustible i comburent.

És per això que els defectes en una instal·lació elèctrica poden acabar provocant un incendi. Si recuperem la llei de Joule que acabem de veure, s’observa que tant la resistència del conductor com la intensitat i el temps poden incrementar la calor generada. En conseqüència, caldrà reduir qualsevol dels tres factors per assegurar que la instal·lació sigui segura. Atès que el temps d’utilització no podrà ser reduït, caldrà que la resistència del material sigui suficient per a poder suportar la intensitat requerida.

A l’expressió amb què calculàvem la resistència d’un conductor trobem que els paràmetres que determinen la resistència dels materials són:

  • Longitud
  • Resistivitat
  • Secció

Serà, per tant, aquesta darrera, la secció del conductor, la que podrem dimensionar correctament per tal d’assegurar que l’escalfament del conductor no esdevindrà cap risc a la instal·lació. El procediment de càlcul es determinarà més endavant en aquesta unitat.

Normativa de seguretat i proteccions

Una instal·lació elèctrica és el conjunt d’elements i dispositius encarregats de fer arribar energia elèctrica a uns receptors que la transformaran en altres formes d’energia per obtenir llum (làmpades), moviment (motors), etc. Les magnituds fonamentals de l’energia elèctrica són la intensitat i el voltatge. Qualsevol paràmetre elèctric és derivat d’aquestes dues magnituds. Les instal·lacions elèctriques són dissenyades per a poder conduir uns valors determinats de voltatge i intensitat. Qualsevol alteració d’aquests valors —bé siguin sobretensions o sobreintensitats— pot provocar danys en la instal·lació i/o a les persones. El transport i la distribució de l’energia elèctrica requereixen, per tant, diferents dispositius de protecció per a evitar que es produeixin accidents fruit d’augments no previstos tant de voltatge com d’intensitat. En una instal·lació elèctrica serà prescriptiu comptar amb elements de protecció contra sobretensions i sobreintensitats tant per als conductors elèctrics com per als diferents receptors.

La seguretat en l’REBT

El Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió (REBT) es va aprovar amb el Real Decret 842/2002, de 2 d’agost i és una normativa de compliment obligat que prescriu les condicions de muntatge, explotació i manteniment d’instal·lacions de baixa tensió. Qualsevol instal·lació elèctrica ha de satisfer els requeriments del REBT per garantir tant la seguretat de les persones com de la instal·lació.

El REBT es troba organitzat en Instruccions Tècniques Complementàries (ITC). Cada ITC tracta diferents aspectes de les instal·lacions elèctriques. A més, descriu i regula les diferents tipologies d’instal·lacions segons la seva ubicació dins del sistema elèctric, segons la seva funcionalitat o segons les condicions ambientals en les quals es troba ubicada. Les instal·lacions elèctriques regulades pel REBT descriuen els elements necessaris per a la seguretat elèctrica així com els dispositius de protecció.

Com hem dit, el REBT és de compliment obligat. Juntament amb el REBT s’hi troben les Guies Tècniques, que són documents que desenvolupen les regulacions del reglament, amb exemples d’aplicació juntament amb referències dels dispositius i els elements exposats. Les guies no són documents normatius i, en conseqüència, no són de compliment obligat. Tanmateix, és important seguir les recomanacions que s’hi troben perquè faciliten l’aplicació de cada instrucció.

Des del punt de vista de la seguretat elèctrica i les proteccions cal destacar les ITC següents:

ITC-BT-08. Sistema de connexió del neutre i de les masses a les xarxes de distribució d’energia elèctrica.

Per determinar les característiques de les mesures de protecció contra xocs elèctrics en cas de defecte (contactes indirectes) i contra sobreintensitats, així com de les especificacions de l’aparellatge encarregat d’aquestes funcions, cal tenir en compte l’esquema de distribució emprat.

ITC-BT-18. Instal·lacions de posada a terra.

Les posades a terra s’estableixen principalment a fi de limitar la tensió que, pel que fa a terra, puguin presentar en un moment donat les masses metàl·liques, assegurar l’actuació de les proteccions i eliminar o disminuir el risc que suposa una avaria als materials elèctrics utilitzats.

ITC-BT-22. Proteccions contra sobreintensitats.

Qualsevol circuit estarà protegit contra els efectes de les sobreintensitats que s’hi puguin presentar, per a la qual cosa la interrupció d’aquest circuit es realitzarà en un temps convenient o estarà dimensionat per a les sobreintensitats previsibles.

Les sobreintensitats poden estar motivades per:

  • Sobrecàrregues degudes als aparells d’utilització o defectes d’aïllament de gran impedància.
  • Curtcircuits.
  • Descàrregues elèctriques atmosfèriques

ITC-BT-23. Proteccions contra sobretensions.

Aquesta instrucció tracta de la protecció de les instal·lacions elèctriques interiors contra les sobretensions transitòries que es transmeten per les xarxes de distribució i que s’originen, fonamentalment, com a conseqüència de les descàrregues atmosfèriques, commutacions de xarxes i defectes.

ITC-BT-24. Proteccions contra els contactes directes i indirectes.

Aquesta instrucció descriu les mesures destinades a assegurar la protecció de les persones i animals domèstics contra els xocs elèctrics.

Proteccions

Una instal·lació elèctrica es pot esquematitzar amb els elements que apareixen a la figura on s’hi identifiquen els diferents riscos que existeixen.

Figura Elements i riscos principals en una instal·lació elèctrica

Des del punt de connexió o de servei, alimentarem la instal·lació amb un sistema elèctric d’unes característiques concretes: Un i In. Aquests seran els paràmetres que caldrà assegurar. Tot seguit ens trobarem amb els primers dispositius de protecció, aigües amunt, la funció dels quals serà protegir contra sobrecorrents i sobreintensitats, i també contra els corrents de fuita. Els conductors i la resta dels elements de transport de l’energia elèctrica (com embarrats o platines) es trobaran coberts amb embolcalls i aïllants que evitaran els accidents per contacte directe. Aigües avall de la instal·lació, es repetiran els dispositius de protecció, en aquest cas per a evitar danys al receptor o a les persones que el manipulin.

Els elements de protecció en una instal·lació elèctrica són els següents:

  • Interruptor magnetotèrmic: Dispositiu automàtic que talla el subministrament elèctric de la instal·lació si se supera la intensitat nominal (In).
  • Protectors de sobretensió: Dispositiu electrònic que drena cap al terra de la instal·lació els increments de voltatge per sobre de Un per tal d’evitar danys als elements o a les persones.
  • Interruptors diferencials: Dispositiu automàtic que talla el subministrament elèctric de la instal·lació si es detecta una diferència entre el corrent que hi entra respecte el corrent que hi surt, cosa que identificaria una fuita de corrent (Id).

Esquemes de neutre

En una instal·lació elèctrica poden aparèixer accidents per un contacte accidental entre les fases i la terra o entre les fases i les masses que poden produir una conducció d’electricitat per un camí no desitjat i generar corrents elevats. Es coneix com un bucle de defecte de la instal·lació al circuit format per la impedància de defecte i el corrent de defecte en cas de fallada.

Per poder determinar les mesures de protecció necessàries contra les intensitats de defecte, caldrà conèixer el sistema de connexió a terra de la xarxa de distribució i de l’alimentació, per una banda, i de les masses de la instal·lació protectora per una altra i, en conseqüència, quin serà el bucle de defecte. La ITC-BT-08 detalla els diferents sistemes de connexió basant-se en una codificació de dues lletres segons el següent esquema:

  • Primera lletra. Es refereix a la situació de l’alimentació respecte a la terra
    • T. Connexió directa d’un punt de l’alimentació la terra
    • I. Aïllament de totes les parts de la instal·lació respecte de la terra o connexió d’un punt mitjançant una impedància
  • Segona lletra. Es refereix a la situació de les masses de la instal·lació receptora respecte a la terra
    • T. Masses connectades directament a la terra, independentment de la possible posada a terra de l’alimentació
    • N. Masses connectades al punt de l’alimentació posat a terra.
      A les connexions de les masses tipus N, atès que la connexió al terra es realitza indirectament a través de l’alimentació, ens podem trobar les següents configuracions secundàries:
      • S. Les funcions del neutre (N) i del conductor de protecció (CP) se separen en conductors diferents
      • C. Les funcions del neutre (N) i del conductor de protecció (CP) es combinen en un sol conductor

De la combinació de les dues lletres es dedueix que haurien de ser quatre les configuracions existents a la connexió del neutre i les masses a les xarxes de distribució. No obstant això, una d’elles, la formada per les lletres IN, és a la pràctica inutilitzable, ja que es tracta d’una configuració sense una connexió directa a la terra per enlloc, cosa que es tradueix en un elevadíssim risc de xoc elèctric.

Esquema de distribució TT

Un punt de l’alimentació, generalment el neutre, va connectat directament a la terra i les masses de la instal·lació van connectades directament a una presa de terra separada de la presa de terra de l’alimentació (figura). Les intensitats de defecte fase-massa i fase-terra tindran valors inferiors al corrent de curtcircuit, però poden generar tensions elevades a la instal·lació.

Figura Esquema de distribució TT

Esquema de distribució TN

Un punt de l’alimentació, generalment el neutre (N), va connectat directament a la terra i les masses de la instal·lació receptora van connectades a aquest punt a través del conductor de protecció (CP) (vegeu les diferents variants d’aquest tipus de distribució a la figura, figura i figura). Qualsevol intensitat de defecte fase-massa genera corrents de curtcircuit.

Figura Esquema de distribució TN-S
Figura Esquema de distribució TN-C
Figura Esquema de distribució TN-C-S

Esquema de distribució IT

No té cap punt de l’alimentació connectat directament a terra. Les masses de la instal·lació, això sí, es troben posades directament a terra (figura i figura). Les intensitats de defecte fase-massa o fase-terra en una primera instància presenten un valor prou reduït per no generar cap tensió de contacte perillosa. No obstant això, cal monitorar la impedància d’aïllament de les fases respecte a la terra perquè si es produís un primer defecte, la instal·lació es comportaria com si es tractés d’un esquema TN i, en conseqüència, els corrents del segon defecte sí que serien perillosos per a les persones.

Figura Esquema de distribució IT amb impedància
Figura Esquema de distribució IT amb aïllament

La selecció d’un dels tres tipus d’esquemes s’ha de fer segons les característiques tècniques i econòmiques de cada instal·lació. Tanmateix, cal tenir en compte els principis següents:

  1. Les xarxes de distribució pública de baixa tensió tenen un punt posat directament a terra per prescripció reglamentària. Aquest punt és el punt neutre de la xarxa. L’esquema de distribució per a instal·lacions receptores alimentades directament d’una xarxa de distribució pública de baixa tensió és l’esquema TT.
  2. En instal·lacions alimentades en baixa tensió, a partir d’un centre de transformació d’abonat, es pot triar qualsevol dels tres esquemes esmentats.
  3. No obstant el que s’ha dit al punt 1 d’aquesta llista, es pot establir un esquema IT en part o parts d’una instal·lació alimentada directament d’una xarxa de distribució pública mitjançant l’ús de transformadors adequats, sempre que al secundari i a la part de la instal·lació afectada s’estableixin les disposicions que per a aquest esquema que se citen anteriorment.

Riscos i accidents

S’anomena risc a la possibilitat que un determinat esdeveniment succeeixi. Quan aquest esdeveniment és negatiu i pot causar danys a béns o a persones, es parla de risc d’accident.

Els riscos apareixen quan no s’han pres les mesures de prevenció necessàries per evitar-los. Per exemple, si es col·loca una eina sobre una prestatgeria sense cap subjecció, existeix la possibilitat que l’eina caigui a terra i, si hi ha alguna persona o algun bé al recorregut de la caiguda, l’eina el pot malmetre o ferir la persona. En aquest cas, doncs, es parlaria que hi ha el risc de caiguda d’objectes. Si es prenen les mesures per no desar cap eina sense subjecció, el risc haurà desaparegut i, en conseqüència, cap bé ni cap persona podrà patir danys.

Riscos en instal·lacions i en treballs elèctrics

Quan l’accident s’origina en una instal·lació elèctrica es parla d’accident elèctric. Un accident elèctric es produeix quan una persona pateix un xoc elèctric.

A la lliçó 1 hem après quins són els efectes de l’electricitat al cos humà. Un risc elèctric s’esdevé quan apareix la possibilitat que una persona pateixi un xoc elèctric. Durant els treballs elèctrics cal prendre un seguit de mesures per evitar els riscos elèctrics.

El Reial Decret 614/2001, de 8 de juny, sobre disposicions mínimes per a la protecció de la salut i seguretat dels treballadors davant del risc elèctric, publicat al BOE 148 del 21-06-2001, exposa amb detall quines han de ser les mesures que cal prendre per evitar els accidents elèctrics. La figura representa el protocol que s’ha de seguir quan s’inicia un treball elèctric.

El diagrama de procés ens dirigeix als diferents apartats del RD 614/2001 segons les característiques del treball elèctric que cal realitzar.

És permès de treballar amb tensió només en les situacions següents:

  • Treball en tensions de seguretat —Molt Baixa Tensió de Seguretat (MBTS) o Molt Baixa Tensió de Protecció (MBTP)—, quan el voltatge de servei és inferior als 75 V en cc o 50 V en ca. En aquest cas, no apareixerà cap risc elèctric perquè els efectes d’un xoc pertanyen a la zona de no percepció i el treballador no en patiria cap dany.
  • Mesura, test o verificació, quan el treball que s’ha de realitzar requereix mantenir la tensió de servei per a poder-lo realitzar com, per exemple, l’obertura i tancament d’interruptors o seccionadors, el mesurament d’una intensitat, la realització d’assajos d’aïllament elèctric, o la comprovació de la concordança de fases.
Figura Protocol de preparació d’un treball elèctric

Qualsevol treball en una instal·lació elèctrica, o en la seva proximitat, que comporti un risc elèctric s’haurà d’efectuar sense tensió. Per deixar la instal·lació elèctrica sense tensió, abans de realitzar el treball, i per a la reposició de la tensió, en finalitzar-lo, se seguiran les disposicions generals establertes a l’annex II.A i, si escau, les disposicions particulars establertes a l’annex II.B. Són les conegudes com a 5 regles d’or (figura):

  1. 1a regla d’or: desconnectar.
    Desconnectar la instal·lació de la font d’energia. L’obertura dels circuits s’ha de fer en cadascun dels conductors per tal d’aïllar-los de totes les fonts de tensió que puguin alimentar la instal·lació en la qual es treballarà. El tall efectiu ha de ser visible. Això és totalment vàlid per a BT i AT. Per a BT sense tensió, l’obertura s’ha de realitzar en cadascun dels conductors, inclòs el neutre.
  2. 2a regla d’or: assegurar.
    Assegurar que la desconnexió anterior no es podrà tornar a connectar de manera accidental. La segona regla de seguretat elèctrica consisteix en desconnectar qualsevol possible retroalimentació. Bàsicament, això significa que els dispositius s’han de protegir contra qualsevol possible reconnexió, com ara algú que entra i acciona l’interruptor i torna a engegar mentre s’està treballant en un aparell o cablejat.
  3. 3a regla d’or: mesurar.
    Mesurar la instal·lació per verificar que no hi hagi tensió fruit d’algun origen desconegut, si hi ha o no presència de tensió elèctrica. Encara que tot estigui desconnectat i s’ha assegurat que no hi ha cap possibilitat de reconnexió, cal comprovar que no hi hagi voltatge només per assegurar-vos-en!
  4. 4a regla d’or: curtcircuitar i posar a terra.
    Curtcircuitar tots els conductors i posar-los a terra en un terra local proper a la instal·lació. Encara que s’hagin pres tots els passos anteriors, és fonamental que curtcircuiteu la instal·lació i la poseu a terra perquè en cas que comenci a circular corrent, la descàrrega no arribi ni a l’operari ni a cap altra persona.
  5. 5a regla d’or: senyalitzar.
    Assenyalar de manera ben visible el treball que s’està realitzant. Assegureu-vos d’acordonar la zona i utilitzar la senyalització per informar tothom. Si hi ha un risc, assegureu-vos que la gent s’allunyi d’ell.
Figura Les 5 regles d’or del treball elèctric

Si per les condicions del treball a realitzar no és possible desconnectar la tensió del servei, aleshores caldrà definir amb claredat la zona de treball (figura) i assenyalar-la de manera ben visible perquè només hi puguin accedir els treballadors qualificats.

Figura Zona de treball en treballs elèctrics

Un treballador qualificat és un treballador autoritzat per l’empresari per realitzar determinades feines amb risc elèctric i que posseeix coneixements especialitzats en matèria d’instal·lacions elèctriques, per la seva formació acreditada, professional o universitària, o per la seva experiència certificada de dos anys o més.

La taula indica quines seran les distàncies de seguretat assenyades en la figura en funció de la tensió del servei.

Taula Distàncies de seguretat en funció de la tensió del servei (font: INSST)
Un (kV)DPEL-2
(cm)
DPEL-1
(cm)
DPROX-2
(cm)
DPROX-1
(cm)
1505070300
35262112300
65362112300
105565115300
155766116300
206072122300
306682132300
457398148300
6685120170300
110100160210500
132110180330500
220160260410500
380250390540700

A la taula es presenten els següents paràmetres:

  • Un: tensió nominal de la instal·lació (kV)
  • DPEL-1: distància fins al límit exterior de la zona de perill quan hi hagi risc de sobretensió per raig (cm)
  • DPEL-2: distància fins al límit exterior de la zona de perill quan no hi hagi el risc de sobretensió per raig (cm)
  • DPROX-1: distància fins al límit exterior de la zona de proximitat quan sigui possible delimitar amb precisió la zona de treball i controlar que aquesta no se sobrepassa durant la seva realització (cm)
  • DPROX-2: distància fins al límit exterior de la zona de proximitat quan no sigui possible delimitar amb precisió la zona de treball i controlar que aquesta no se sobrepassa durant la seva realització (cm)

Accidents elèctrics

Un accident elèctric és qualsevol dany conseqüència d’un xoc elèctric. La relació entre l’accident i el xoc elèctric pot ser directa o indirecta:

  • Accident directe: quan el dany és provocat directament per l’efecte de la intensitat elèctrica sobre el cos humà.
  • Accident indirecte: quan l’origen serà el xoc elèctric, però aquest no és la causa principal del dany.

La taula i taula categoritzen i classifiquen els accidents elèctrics.

Taula Classificació dels accidents elèctrics directes
Accidents directes
ImmediatsTèrmics• Per contacte
• Per arc elèctric
Musculars• Contraccions
• Tetanització
• Asfíxia
• Fibril·lació
• Electrocució
No immediats• Problemes mentals
• Neurosi
• Accidents vasculars
Taula Classificació dels accidents elèctrics indirectes
Accidents indirectes
• Talls
• Fractures
• Caigudes al mateix nivell
• Caigudes a diferent nivell
• Despreniment d’objectes
• Cremades per contactes amb elements no desitjats

Els xocs elèctrics poden tenir dos orígens diferents:

  • Contacte directe, en cas de tocar involuntàriament una part activa del sistema, entenent per part activa tot punt que estigui conduint corrent elèctric perquè ho ha de fer.
  • Contacte indirecte, en cas de tocar una part del sistema que no hauria d’estar amb tensió elèctrica però que ho està per alguna avaria o defecte en l’aïllament del sistema.

Contactes directes

Un xoc elèctric per contacte directe apareix quan el contacte es realitza amb una part activa de la instal·lació, és a dir, aquelles parts que han de ser conductores d’energia elèctrica. Són parts actives d’una instal·lació, entre d’altres:

  • els mateixos conductors elèctrics
  • platines
  • embarrats
  • bases de presa de corrent

Es tracta d’elements que formen part del sistema elèctric de la instal·lació i que per disseny han de transportar l’electricitat, i durant el funcionament normal de la instal·lació es troben en tensió.

Un contacte elèctric directe es produirà quan es toquin conjuntament:

  • Dues línies d’un sistema de distribució trifàsic: L1-L2, L2-L3 o L1-L3
  • Una línia i neutre: L-N
  • Una línia i terra: L-CP

Els efectes d’un xoc elèctric per contacte directe són molt perillosos, atès que la intensitat de corrent que circularia per la persona dependria tan sols de la seva impedància corporal i seria molt elevat. Aquestes conseqüècies són sempre molt greus.

Els accidents per contacte directe cal evitar-los amb l’aïllament o la separació de les parts actives respecte les persones. La ITC-BT-24 distingeix diferents estratègies per a la protecció contra els contactes directes:

  • Protecció per aïllament de les parts actives. Les parts actives han d’estar recobertes d’un aïllament que no es pugui eliminar més que destruint-lo. Les pintures, vernissos, laques i productes similars no es considera que constitueixin un aïllament suficient en el marc de la protecció contra els contactes directes. Un exemple d’aquest tipus de protecció són els plàstics aïllants que cobreixen els conductors elèctrics de les instal·lacions de baixa tensió.
  • Protecció per mitjà de barreres o embolcalls. Les parts actives han d’estar situades a l’interior d’embolcalls o darrere barreres que tinguin, com a mínim, el grau de protecció IP XXB, segons UNE 20.324. Es tracta d’una estratègia necessària quan les dimensions de les parts actives són suficientment voluminoses com per impedir el seu aïllament directe. Els quadres elèctrics de les centralitzacions de comptadors que cobreixen els embarrats de distribució de la LGA en una instal·lació d’enllaç en serien un exemple.
  • Protecció mitjançant obstacles. Destinats a evitar contactes involuntaris i accidentals però no els contactes voluntaris per una temptativa deliberada de salvar l’obstacle. Els obstacles poden ser desmuntables sense l’ajuda d’una eina o clau. No obstant això, han d’estar fixats de manera que s’impedeixi qualsevol desmuntatge involuntari. Els obstacles han d’impedir:
    • un acostament físic no intencionat a les parts actives
    • els contactes no intencionats amb les parts actives en cas d’intervencions en equips sota tensió durant el servei
  • Protecció per posada fora d’abast per allunyament. Aquesta mesura no garanteix una protecció completa i la seva aplicació es limita, a la pràctica, als locals de servei elèctric només accessibles al personal autoritzat. Les parts accessibles simultàniament, que es troben a tensions diferents, no s’han de trobar dins del volum d’accessibilitat. El volum d’accessibilitat de les persones es defineix com el situat al voltant dels emplaçaments en els quals poden romandre o circular persones, els límits dels quals no poden ser aconseguits per una mà sense mitjans auxiliars. Per conveni, aquest volum està limitat conforme a la figura, entenent que l’alçada que limita el volum és de 2,5 m.
Figura Volum d’accessibilitat
  • Protecció complementària per dispositius de corrent diferencial residual. Aquesta mesura de protecció està destinada només a complementar altres mesures de protecció contra els contactes directes. L’ús de dispositius de corrent diferencial-residual, el valor del qual de corrent diferencial assignat de funcionament sigui inferior o igual a 30 mA, es reconeix com a mesura de protecció complementària en cas de fallada d’una altra mesura de protecció contra els contactes directes o en cas de imprudència dels usuaris.

Contactes indirectes

Es coneix com a xoc elèctric per contacte indirecte el xoc elèctric que es produeix a través d’una part de la instal·lació que no hauria d’estar activa, però que es troba en tensió per un defecte en l’aïllament d’alguna part de la instal·lació. Normalment s’esdevé amb una massa o xassís metàl·lic d’un receptor que no hauria de conduir electricitat, però que es troba en tensió per algun defecte.

En un contacte indirecte la intensitat que circularà per la persona serà molt menor que la que es patirà en un contacte directe, sempre que la instal·lació de terra sigui l’adequada. A la figura i l’equació que la segueix s’observa que la intensitat que circularà per una persona en cas d’un contacte indirecte resta limitada per la resistència de terra. Com més baixa sigui la resistència de la instal·lació de posada a terra, menor serà el corrent que travessarà el cos humà.

Figura Xoc per contacte indirecte

En un xoc per contacte indirecte la intensitat de defecte es calcula a partir de la tensió de línia i la resistència de defecte més la resistència de terra:

La tensió de contacte resultarà de multiplicar la intensitat de defecte per la resistència de terra:

Finalment, la intensitat que circularà pel cos de la víctima dependrà de la tensió de contacte i la suma de la resistència corporal més la resistència de terra:

En una instal·lació elèctrica sense presa de terra o en la qual la massa es troba aïllada del terra, els efectes del contacte directe serien idèntics als dels contactes directes atès que la tensió de contacte coincideix amb la tensió de la línia.

Anar a la pàgina anterior:
Referències
Anar a la pàgina següent:
Secció dels conductors