Voltaje inducido y tensión en los envolventes de los aparatos eléctricos

Los aparatos eléctricos como lámparas, lavadoras, equipos de aire acondicionado… pueden presentar en su envolvente cierta tensión eléctrica respecto a tierra; al tacto se puede traducir desde un ligero cosquilleo desagradable hasta una descarga eléctrica, muy peligrosa, a través del cuerpo.

Se denomina riesgo eléctrico al peligro originado por la energía eléctrica. Los principales factores que influyen en el riesgo eléctrico son:
• La intensidad de corriente eléctrica.
• La duración del contacto eléctrico es junto con la intensidad es el factor que más influye en el resultado del accidente.
• La impedancia del contacto eléctrico, que depende fundamentalmente de la humedad, la superficie de contacto y la tensión y la frecuencia de la tensión aplicada.
• La tensión aplicada. En sí misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja, ocasiona el paso de una intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa. La relación entre la intensidad y la tensión no es lineal debido al hecho de que la impedancia del cuerpo humano varía con la tensión de contacto.
• Tipo de corriente (alterna o continua): la corriente continua es menos peligrosa y actúa por calentamiento, y puede generar embolia o muerte por electrólisis de la sangre; en cuanto a la corriente alterna, la superposición de la frecuencia al ritmo nervioso y circulatorio produce una alteración que se traduce en espasmos, sacudidas y ritmo desordenado del corazón (fibrilación). Es muy peligrosa, también la corriente continua pulsatoria o rectificada.
• Frecuencia de la corriente eléctrica. A 10.000 Hz la peligrosidad es similar a la corriente continua. A 100.000 Hz produce sólo efectos de calentamiento sin ninguna influencia nerviosa.
• Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Al atravesar órganos vitales, como el corazón, pueden provocarse lesiones muy graves.

En la figura vemos los efectos que produce una corriente alterna de frecuencia comprendida entre 15 y 100 Hz con un recorrido “mano izquierda, los dos pies”. Se distinguen las siguientes zonas:

Efectos de la corriente eléctrica

Zona 1. Habitualmente ninguna reacción.
Zona 2. Habitualmente ningún efecto fisiológico peligroso.
Zona 3. Habitualmente ningún daño orgánico. Con duración superior a 2 segundos se pueden producir contracciones musculares dificultando la respiración, paradas temporales del corazón sin llegar a la fibrilación ventricular…
Zona 4. Riesgo de parada cardiaca por fibrilación ventricular, parada respiratoria, quemaduras graves…

Para más información haga clic en corriente eléctrica, efectos al atravesar el organismo humano

Pero ¿por qué podemos tener tensión en una masa metálica? Esto es posible porque el edificio no tiene una puesta a tierra o falla su conexión eléctrica al chasis o envolvente metálica. Existen tres motivos que se deben explicar con claridad.

Corriente de defecto1.- Si sometemos a un conductor eléctrico bajo la influencia de un campo magnético que varía su valor, se induce en éste una tensión que llamamos voltaje inducido, siendo éste el principio de funcionamiento de un generador eléctrico. En nuestro caso el “conductor” pueden ser las partes metálicas, chasis y envolvente, o el propio conductor de tierra de la manguera de alimentación que, por no tener puesta a tierra, no está conectado a ningún sitio por el lado de la alimentación eléctrica (enchufe). El campo magnético variable lo generan los conductores de alimentación y las bobinas que pueden formar parte de la propia máquina (bobinado de motores, electroimanes, electroválvulas, transformadores de fuentes de alimentación…) con corriente alterna que cambia constantemente de valor. Lo descrito forma parte del funcionamiento normal de los aparatos y  se pode alcanzar de 20 a 30 voltios que se reducirán al tener una derivación a tierra. Habitualmente no notaremos efecto alguno, estaremos en la zona 1 o al principio de la zona 2.

2.- Si en una lámpara o la pantalla del ordenador se producen variaciones en su luminosidad se trata de perturbaciones en la red, pueden ser bajadas y subidas de tensión, parpadeos (flicker), etc. Los receptores con equipos electrónicos suelen incorporar filtros para las perturbaciones de red, estos filtros son básicamente condensadores conectados a masa a través de los cuales circulan corrientes de fuga permanentes del orden de unos pocos miliamperios por aparato (de 0,2 a 2 mA.) dependiendo del tipo y de la marca. Si tenemos en cuenta que actualmente casi todos los electrodomésticos tienen electrónica incorporada nos hace pensar el alcance de esta cuestión. También este aspecto forma parte del funcionamiento normal del equipo y se puede complementar con lo descrito en el punto 1. Con todo esto podremos pasar del umbral de percepción y notar algún efecto.

3.- La desconexión de un cable o el mal estado del material eléctrico ya sea por envejecimiento, efecto de la temperatura, roces, vibraciones… que devalúan las propiedades de los aislantes de los aparatos eléctricos, pueden ocasionar que una parte conductora, normalmente recorrida por corriente eléctrica,  entre en contacto con otra que no devería tener tensión. Esto es lo que se llama “contacto indirecto” y es un accidente muy peligroso si no disponemos de puesta a tierra, ya que las personas pueden tocar masas puestas accidentalmente en tensión. Se puede alcanzar la zona 3 ó 4 con peligro de muerte.

Las puesta a tierra, además de ser un elemento de seguridad en sí mismo, complementa el funcionamiento y mejora la respuesta de  otro elemento de seguridad: el interruptor diferencial.

Anuncios
Esta entrada fue publicada en Seguridad. Guarda el enlace permanente.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s