Autores: Miguel Arellano, Tomas Ramos, Hermes Rondón / Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas (CIES). FIIIDT.
El diseño y mantenimiento en general de una instalación eléctrica Residencial, Comercial o Industrial debe estrictamente seguir lineamientos establecidos por normas o estándares (nacionales o internacionales) para garantizar el buen funcionamiento de la misma, y además evitar o minimizar posibles riesgos eléctricos en equipos y principalmente en personas (figura 1).
En inspecciones eléctricas realizadas en el sector industrial por profesionales del Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas (CIES) de la Fundación Instituto de Ingeniería (FIIIDT), se ha observado con preocupación que en muchos trabajos ejecutados por terceros se está obviando detalles o no se establecen los criterios de diseño acorde a las normas correspondientes de las puestas a tierra y todos los componentes asociados, además de un elemento importante como es el dispositivo de protección diferencial residual (DDR).
Para entender la importancia de estos dispositivos de protección diferencial residual en las instalaciones eléctricas, haremos referencia en este documento de los efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano y en una segunda parte trataremos con mayor detalle los dispositivos de protección diferencial residual.
En toda instalación eléctrica existe el riesgo de contacto directo de personas con partes activas de los materiales y equipos (conductores y piezas normalmente con tensión) o el contacto indirecto con masas puestas accidentalmente bajo tensión (generalmente después de un defecto de aislamiento).
El Comité Electrotécnico Internacional (CEI) de Japón en la década de los 60 realizó un estudio relacionado con los altos índices de personas electrocutadas en ese país por el uso de herramientas portátiles. Debido a los resultados (Figura 2) hasta el año 1969, en 1970 se promulgó una ley para el uso obligatorio de los dispositivos de protección diferenciales residuales y en una encuesta realizada se demostró la efectividad de los dispositivos y la reducción de pérdidas humanas. Fuente [1]
Los efectos fisiopatológicos de la corriente eléctrica en el organismo humano (tetanización, quemaduras externas e internas, fibrilación ventricular y parada cardíaca) dependen de diversos factores: de las características fisiológicas del individuo humano, del entorno (húmedo o seco, por ejemplo) y también de las características de la corriente que atraviesa el cuerpo (Figura 3). Puesto que la misión principal de los dispositivos de protección diferencial residual es la protección de personas, es evidente que para utilizar e instalar adecuadamente estos aparatos es necesario conocer los umbrales de sensibilidad de los seres humanos y los posibles riesgos. Fuente [1]
El Comité Electrotécnico Internacional (CEI) estudió el problema con el fin de unificar a nivel mundial los diferentes puntos de vista que reflejaban y hasta defendían frecuentemente prácticas, costumbres y normas nacionales. Se ha comprobado que los efectos de la corriente eléctrica que atraviesa el organismo humano dependen de la frecuencia y de la intensidad de la corriente (Tabla 1).
Sin embargo, también hay efectos en función del tiempo de exposición que pueden causar agarrotamiento muscular, parada respiratoria o de fibrilación cardíaca irreversible, entre otros que aumentan proporcionalmente con el tiempo de exposición del cuerpo humano a la corriente eléctrica (figura 4).
Hay que destacar sobre todo las zonas AC-3 y AC-4 en las que el peligro es real. Para las personas que están expuesta en la zona AC-3 (situada entre las curvas b y c1) no hay ningún peligro para el organismo. Pero hay una probabilidad de contracción muscular, de dificultades respiratorias y de trastornos reversibles por la formación de impulsos que pueden afectar al corazón. Todos estos fenómenos aumentan con el valor de la intensidad de la corriente y con el tiempo.
Conclusión
La existencia de una corriente diferencial residual es indicativa de un defecto de aislamiento entre un conductor activo y una masa o tierra. Esta corriente toma un camino anormal, generalmente la tierra, para volver a la fuente. Para impedir llegar a esta situación y correr estos riesgos, se admite el empleo de un dispositivo de protección diferencial residual con funcionamiento instantáneo con un margen inferior a 30 mA. La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI 60364) indica los tiempos de funcionamiento para los dispositivos de protección diferencial residual en función de la tensión de contacto y va normalmente asociado a un aparato de corte (interruptor o contactor) para realizar automáticamente la desconexión de la tensión del circuito con defecto y se emplean en instalaciones eléctricas, domésticas e industriales.
Referencias
[1] Schneider Electric. (2001) CT No. 114 – Los dispositivos diferenciales de corriente residual en BT.
[2] Schneider Electric. (2008). Electrical installation guide, Protection against electric shocks.
[3] International Electrotechnical Commission. (2018). IEC 60479-1 Effects of current on human beings and livestock. International Standard.
[4] International Electrotechnical Commission. (2005). IEC 60364 Electrical Installations for Buildings. International Standard.
Contactos: ma.arellanob@gmail.com; tomasenriqueramosmesa@gmail.com