Protección personal contra fallas a tierra

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 Ilama “falla a tierra”. Esta situación se presenta en instalaciones deterioradas y de poco mantenimiento, cuando una persona trabajando con instrumentos eléctricos entra en contacto con las partes metálicas del equipo, estando a su vez en un área húmeda.

Una exposición prolongada de esta clase de fuga eléctrica por pequeña que sea, puede ser fatal para el individuo. Pensando en ello fueron fabricados, tanto bajo normas americanas como bajo normas europeas “Interruptores automáticos con protección personal contra fallas a tierra incorporada”.

La forma en la cual operan los dispositivos con falla a tierra 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 para prevenir el fuego.

La protección contra sobrecarga 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 electromagneto en serie con la corriente de carga. El flujo magnético producido por estas elevadas corrientes, activan el electro-imán y en consecuencia originan la acción de desengan-che que abre el circuito en forma casi instantánea.

Sin embargo, estos interruptores no están capacitados para proteger contra fallas de bajo nivel de fase a tierra, las cuales pueden ser causadas por una alta resistencia de contacto, entre una fase y tierra. Este tipo de falla es muy pe-ligrosa para el ser humano, debido a que elevan el potencial en las partes metálicas del equipo expuestas al exterior y que podrían ser tocadas por una persona. Como por ejemplo la carcasa de un motor o las puertas o contornos de la nevera.

Los interruptores con fallas a tierra fueron desarrollados para proveer protección contra este tipo de falla. Básicamen-te, estos dispositivos consisten de un transformador diferencial que detecta alguna corriente fluyendo a tierra y com-ponentes de estado sólido que amplifican esta corriente suficientemente, para activar el voltaje de operación de una bobina de disparo.

Debido a que corrientes relativamente pequeñas a través del cuerpo pueden ser fatales, los interruptores con falla a tierra deben operar rápidamente a un nivel predeterminado de corriente. Y su operación la produce una corriente directamente ligada a una bobina de disparo.

Los dispositivos de protección fabricados bajo norma UL son clasificados bajo la siguiente nomenclatura Clase A, Grupo 1, lo que significa que deben abrir el circuito dentro de 25 milisegundos después que la falla alcance 6 (seis) miliAmpere, así el shock producido por la falla a tierra es mantenido dentro de los rangos normales de tolerancia humana.

La tabla siguiente muestra los valores de corriente máximos soportados por el ser humano, según el sexo. Es impor-tante señalar también que la gravedad del daño dependerá del lugar del cuerpo por el cual circule la corriente, de la condición física del afectado y su resistividad eléctrica.

Efectos de la corriente en el cuerpo humano

Por otra parte, los fabricantes europeos han establecido 30 mA como un valor standard de corriente de operación en los dispositivos de protección.

Es importante señalar que el uso de tales interruptores es de obligatorio cumplimiento, para salvaguardar vidas humanas. En Venezuela el Código Eléctrico Nacional (CEN) exige el uso de los interruptores con falla a tierra en los siguientes sitios:

Lamentablemente su uso no tiene vigencia en Venezuela, ya sea por desconocimiento de la existencia de tal dispositivo por parte del usuario, como por el hecho que aun cuando son especificados por el ingeniero proyectista para su aplicación en los sitios antes mencionados, por factores económicos son obviados y sustituidos por interruptores termomagnéticos convencionales, los cuales en el caso de que un niño por accidente introdujera un objeto en un tomacorriente, no le brindaría la protección necesaria para salvaguardar su vida.

Fuente:
Revista ELECTROTECNIA (electricidad, electrónica e instrumentación industrial)