El arco eléctrico es una liberación de intensa energía térmica y luminosa causada por una falla eléctrica que convierte el aire en un plasma conductor. Puede quemar la piel, prender la ropa e infligir lesiones permanentes en una fracción de segundo, por lo que existe la NFPA 70E para indicarle cuánta energía está presente y qué llevar puesto antes de acercarse.
Un arco eléctrico comienza cuando la corriente salta a través del aire entre conductores, o desde un conductor a tierra, en vez de seguir su trayectoria prevista.
La falla puede ser provocada por una herramienta que se cae, una conexión suelta, acumulación de polvo o humedad, corrosión, o un técnico que trabaja demasiado cerca de partes energizadas. Una vez que el arco se enciende, sobrecalienta el aire circundante y vaporiza metal, produciendo temperaturas extremadamente altas en la columna de arco.
El evento también genera una onda de presión (explosión de arco), pulverización de metal fundido y luz UV intensa, todo en milisegundos.
El arco eléctrico se distingue de la descarga eléctrica. La descarga requiere que el cuerpo forme parte del circuito; la lesión por arco eléctrico proviene de la energía térmica que se irradia hacia afuera, por lo que un trabajador puede resultar quemado sin llegar a tocar nunca un conductor energizado.
La energía incidente es la cantidad de energía térmica que una persona recibiría a una distancia dada de una falla de arco, expresada en calorías por centímetro cuadrado (cal/cm2). Es el resultado central de un estudio de arco eléctrico y la base para seleccionar el EPP.
La energía incidente depende de la tensión del sistema, la corriente de falla disponible, el tiempo que tarda el dispositivo de protección aguas arriba en despejar la falla, la distancia de trabajo y la configuración del equipo (aire libre frente a un envolvente).
Dado que el tiempo de despeje importa tanto, un dispositivo de protección bien mantenido y correctamente coordinado (interruptor o fusible) puede reducir significativamente la energía incidente simplemente cortando la falla más rápido. Esta es una de las razones por las que el riesgo de arco eléctrico es realmente un problema de mantenimiento e ingeniería, no solo un problema de EPP.
La energía incidente se calcula típicamente usando el método IEEE 1584, que la NFPA 70E incorpora por referencia. El modelo IEEE 1584-2018 está validado para sistemas AC trifásicos aproximadamente en el rango de 208 V a 15 kV (y rangos específicos de corriente de falla por cortocircuito en conexión sólida)
fuera de ese rango, o cuando no hay datos de sistema fiables, los ingenieros recurren a otros enfoques de cálculo (como el método de Ralph Lee por encima de 15 kV) o al método basado en tablas descrito más abajo.
El límite del arco eléctrico es la distancia de aproximación desde una fuente potencial de arco en la que la energía incidente equivale a 1,2 cal/cm2, el umbral ampliamente utilizado asociado con el inicio de una quemadura de segundo grado en piel expuesta.
Cualquiera que cruce dentro de ese límite mientras el equipo esté energizado y se realice trabajo debe usar EPP clasificado para arco apropiado a la energía incidente calculada (o basada en tablas) a la distancia de trabajo.
El límite del arco eléctrico no es una línea "segura" en el sentido en que un límite de aproximación por choque eléctrico implica seguridad frente al contacto. Es un punto calculado basado en datos de lesión térmica, usado para decidir dónde el EPP y otros controles se vuelven obligatorios.
La distancia importa: la energía incidente disminuye bruscamente al aumentar la distancia de trabajo, razón por la cual simplemente mantenerse más atrás durante operaciones de conmutación es una verdadera reducción del riesgo, no un atajo.
La NFPA 70E ofrece dos formas legítimas de determinar el EPP requerido, y no están pensadas para mezclarse en el mismo trabajo:
Las tablas de categoría de EPP definen cuatro categorías, cada una vinculada a una clasificación mínima contra arco. Estos son los valores comúnmente publicados, cruzados con las tablas actuales de la NFPA 70E:
| Categoría de EPP | Clasificación mínima contra arco (cal/cm2) | Nivel típico de protección |
|---|---|---|
| Categoría 1 | 4 | Camisa y pantalones o mono resistentes al arco, más protección estándar para cabeza, ojos, audición, manos y pies |
| Categoría 2 | 8 | Añade una capucha resistente al arco, o un protector facial resistente al arco con pasamontañas, a las prendas de la Categoría 1 |
| Categoría 3 | 25 | Traje multicapas para arco eléctrico (chaqueta, peto o mono, capucha) |
| Categoría 4 | 40 | Traje multicapas más pesado para arco eléctrico para las exposiciones más altas basadas en tablas |
Un punto crítico que los técnicos suelen equivocarse: la categoría de EPP no es una escala lineal de "nivel de riesgo 1 a 4" que pueda estimarse a simple vista por experiencia.
Está vinculada a un umbral específico de clasificación contra arco, y el número de categoría en sí no significa nada sin el estudio subyacente o la consulta en tabla que lo produjo.
Dos tareas en Categoría 2 en diferente equipo pueden tener energías incidentes reales significativamente diferentes, ambas por encima de 8 cal/cm2 pero por debajo del mínimo de la Categoría 3. Proteja siempre hasta el valor de energía incidente calculado o etiquetado, no solo por el nombre de la categoría.
La NFPA 70E requiere que el equipo que probablemente sea objeto de trabajo energizado lleve una etiqueta marcada en campo. Como mínimo, una etiqueta conforme debe comunicar lo suficiente para que una persona calificada seleccione EPP y mantenga límites sin tener que consultar el estudio completo, generalmente incluyendo:
Las evaluaciones de riesgo de arco eléctrico y las etiquetas que las reflejan deben revisarse para verificar su exactitud a intervalos que no excedan los 5 años, y actualizarse antes cuando el sistema eléctrico cambie de forma que pueda afectar la corriente de falla o el tiempo de despeje
como un cambio de transformador, un cambio de dispositivo de protección o un aumento de carga. Una etiqueta con una fecha desactualizada es una señal de que el valor de energía incidente en ella puede ya no ser preciso.
El EPP es la última línea de defensa, no la primera. La jerarquía de control de riesgos de la NFPA 70E, tomada de la práctica establecida en ingeniería de seguridad, prioriza los controles en este orden:
La calidad del mantenimiento afecta directamente la energía incidente. Conexiones sueltas, aislamiento degradado y dispositivos de protección mal mantenidos tienden a aumentar la probabilidad de una falla o el tiempo que tarda en despejarse, lo que eleva la energía incidente en el equipo.
Programas como ensayo de resistencia de aislamiento y la monitorización de la calidad de la energía detectan la degradación antes de que se convierta en una falla.
Mantener las configuraciones de los dispositivos de protección y el mantenimiento del equipo al día es también por qué el mantenimiento en bucle cerrado importa: una anomalía detectada debe convertirse en una orden de trabajo rápidamente, no quedarse en cola mientras una conexión sigue degradándose.
Esto es exactamente la brecha que Fabrico está diseñado para cerrar.
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No. La descarga eléctrica ocurre cuando la corriente pasa a través del cuerpo como parte de un circuito completado. El arco eléctrico es un evento térmico, un estallido de calor y luz irradiado desde una falla de arco en el aire, y puede lesionar a alguien que nunca contacte físicamente un conductor energizado.
La energía incidente (cal/cm2) es la cantidad de energía térmica que una persona recibiría a una distancia de trabajo definida si ocurriera un arco. El límite del arco eléctrico es una distancia, específicamente el punto donde la energía incidente cae a 1,2 cal/cm2. La selección del EPP se basa en la energía incidente a la distancia de trabajo real, no simplemente en qué lado del límite se encuentra alguien.
No. El método de categoría de EPP solo se aplica dentro de los límites específicos de corriente de falla y tiempo de despeje definidos en las tablas de la NFPA 70E para ese tipo de equipo. Fuera de esos límites, o sin datos de sistema verificados, no se puede usar la tabla y se requiere un análisis de energía incidente.
La NFPA 70E exige que las evaluaciones de riesgo de arco eléctrico se revisen para verificar su exactitud al menos cada 5 años, y antes cuando un cambio en el sistema eléctrico, como un nuevo transformador, interruptor o fusible, pueda alterar la corriente de falla disponible o el tiempo de despeje.
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