Muchas personas mueren accidentalmente electrocutadas en sus hogares cada año

Los accidentes eléctricos más comunes ocurren cuando una persona se hace parte del camino por donde fluirá la corriente a tierra. A este flujo se le llama "falla a tierra". Esta situación se presenta en instalaciones deterioradas y de poco mantenimiento, e inclusive, en instalaciones nuevas hechas con equipo de baja calidad, cuando una persona bajo cualquier circunstancia, entra en contacto con las partes metálicas del equipo eléctrico que presente alguna falla de aislamiento, estando a su vez en un área húmeda.

La corriente de falla a tierra, también conocida como corriente de fuga, siempre retornará a la fuente que la origina, ya sea a través del conductor de tierra o por cualquier otro medio que le ofrezca menor resistencia, incluyendo, claro está, un ser humano.

Causas de las fallas de aislamiento

Para asegurar la protección de las personas y la continuidad de la alimentación, los conductores y los equipos con voltaje de una instalación eléctrica están “aislados” respecto a las masas conectadas a tierra. El aislamiento se consigue mediante:

• La utilización de materiales aislantes. Con una separación adecuada: por una parte, se necesitan determinadas distancias de aislamiento en el seno de un gas (por ejemplo, el aire) y por otra, hay que tener presente el recorrido de las líneas de fuga (por ejemplo, el camino de contorno en un aislador).

Un aislamiento se caracteriza por las tensiones específicas que, conforme a las normas, se aplican a los productos y equipos nuevos:

• Tensión de aislamiento (mayor que la tensión de utilización).
• Tensión de resistencia a la descargas parciales (onda 1.2, 50 μs).
• Tensión de resistencia a la frecuencia industrial.

• El deterioro mecánico de los aislantes de los cables debido a descuidos de los contratistas e instaladores.

• El polvo, reduce la vida de los aislamientos.
• El envejecimiento térmico de los aislantes, debido a una temperatura excesiva, que está causada por:
• El clima.
• Un número excesivo de cables en las canalizaciones.
• Tableros mal ventilados.
• Las armónicas.
• Las sobrecorrientes.
• Los esfuerzos electrodinámicos desarrollados durante un cortocircuito que pueden dañar un cable o disminuir la distancia de aislamiento.
• Las sobretensiones de maniobra o por descargas atmosféricas.

• De modo diferencial (entre conductores activos), lo que se convierte en un cortocircuito.
• De modo común (entre conductores activos y masa o tierra), circulando entonces por el conductor de protección y/o por tierra una corriente de falla.

Riesgos debidos a una falla de aislamiento

Una falla de aislamiento, sea cual sea su causa, presenta riesgos para:

• La vida de las personas.
• La conservación de los bienes.
• Riesgos de generación de incendios.
• La disponibilidad de la energía eléctrica, lo que a su vez redunda en perjuicio de la seguridad.

• Una molestia o dolor.
• Una contractura muscular.
• Una quemadura.
• Un paro cardíaco (es decir, una electrocución).

Proteger a una persona de los efectos peligrosos de la corriente eléctrica es prioritario: el riesgo de electrocución es, por tanto, el primero a tener en cuenta.

Lo realmente peligroso -por su valor o por su duraciónes la intensidad de corriente que atraviesa el cuerpo humano (especialmente el corazón).

En BT, el valor de la impedancia del cuerpo (en la que un componente importante es la resistencia de la piel), depende de la complexión de la persona, de su estado de salud e, inclusive, de su estado de ánimo. Además, también la impedancia del individuo está en función del entorno (lugares secos y húmedos).

Riesgo de incendio

Este riesgo, cuando se materializa, puede tener consecuencias dramáticas para las personas y para los bienes. Un buen número de incendios tienen su origen en un calentamiento importante y puntual o en un arco eléctrico provocado por una falla de aislamiento. El riesgo es todavía más importante si la corriente de falla se presenta en ambientes explosivos. Riesgo de interrupción de la energía El control de este riesgo tiene cada vez más importancia. En efecto, si para eliminar una falla se desconecta automáticamente la parte afectada, se tiene como resultado:

• Un riesgo para las personas, por ejemplo:
  • Falta súbita de la iluminación.
  • Desconexión de equipos vitales para la seguridad.
• Un riesgo económico por la falta de producción. Este riesgo debe de ser especialmente controlado en las industrias de procesos, en las que un re-arranque puede ser largo y costoso.
• Además, si la corriente de falla es elevada:
  • Los daños en la instalación o en las cargas pueden ser importantes y aumentar los costos y los tiempos de reparación.
  • La circulación de elevadas corrientes de falla (entre fases y tierra) puede también producir perturbaciones en el funcionamiento de equipos sensibles, sobre todo si éstos forman parte de equipos electrónicos y con conexiones galvánicas.

Contacto directo y medidas de protección

Se trata del contacto accidental de personas con un conductor activo (fase o neutro) o con una pieza conductora que habitualmente está con tensión.

Contactos indirectos, medidas de protección y de prevención

El contacto de una persona con masas metálicas accidentalmente puestas bajo tensión se denomina contacto indirecto. Esta conexión accidental a la tensión es el resultado de una falla de aislamiento. Circula entonces una corriente de fuga y provoca una elevación de la tensión entre la masa del equipo eléctrico y tierra, apareciendo por tanto, una tensión de falla que es peligrosa si es superior a la tensión de protección. Una exposición prolongada de esta clase de fuga eléctrica, por pequeña que sea, puede ser fatal para el individuo, dependiendo de la trayectoria que siga la corriente a través del cuerpo humano.

Protección de falla a tierra diferencial La forma en la cual operan los dispositivos con falla a tierra diferencial QO-GFI se explicará a continuación, haciendo un resumen del funcionamiento del interruptor automático convencional.

Estos dispositivos son diseñados para la protección del equipo contra sobrecargas, cortocircuitos y, sobre todo, para proteger a las personas. La protección contra sobrecargas se logra mediante el uso de un elemento bimetálico calentado por la corriente de carga. Durante una sobrecarga prolongada, éste se doblará actuando sobre el mecanismo de operación para lograr así la apertura del interruptor.

La protección contra cortocircuitos: las fallas de fase a fase o fallas a tierra sólida causan elevados flujos de corriente en tiempos extremadamente cortos, por lo que no pueden ser manejados por el bimetálico; la protección contra tales magnitudes de corrientes es provista por un electroimán en serie con la corriente de carga.