Importancia de los estudios eléctricos: Arc-Flash

Por Ing. Rafael Sánchez Villanueva, integrante del Comité Nacional Permanente de Peritos en Instalaciones Eléctricas.

Desde el inicio de las primeras instalaciones eléctricas, hace ya más de un siglo, las personas aprendieron rápidamente que existía otro riesgo aparte de recibir una descarga eléctrica: si los conductores y los equipos no eran instalados, operados y mantenidos correctamente, se puede generar un incendio.

Fue hasta 1979 que se publicó la primera versión de la NFPA 70E, Standard for Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces (Requisitos de seguridad eléctrica para lugares de trabajo), la cual tiene como propósito proporcionar un área de trabajo segura y práctica para los empleados, en relación con los peligros que surgen del uso de electricidad; sin embargo, hasta la edición de 1995 de la NFPA 70E se mencionan por primera vez los riesgos por arc-flash. Y en la versión del año 2000 se incluyen por primera vez las tablas para seleccionar el Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado contra los efectos térmicos del arc-flash. A la fecha la última versión de la NFPA 70E es la 2018.

El fenómeno de arc-flash puede entenderse como una consecuencia de la presencia de un arco eléctrico, el cual provoca un aumento de temperatura, destellos luminosos, esquirlas, altos niveles de ruido y presión. En el momento del arc-flash se pueden generar temperaturas de hasta 19,500 °C. Debido a que el área del pecho y la cara para la mayoría de los trabajadores es de casi medio metro cuadrado, un trabajador podría ser fácilmente derribado durante un evento de arc-flash. Por ejemplo, un arco de 50 kA proporcionaría suficiente presión para impulsar a una persona que pesa 75 kg y que se encuentra a 30 centímetros de distancia de la fuente del arco, con una aceleración de aproximadamente 100 metros por segundo cuadrado. En cuanto a niveles de ruido, se pueden alcanzar hasta 141.5 decibeles; también se generan gases que pueden ser tóxicos para el ser humano.

En el 2002, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, por sus siglas en inglés) hizo su aportación al estudio del fenómeno de arcflash publicando la primera versión del Estándar IEEE 1584. A la fecha la última versión de este estándar es la recién publicada 2018.

Ingenieros calificados deben realizar el estudio
Un estudio de arc-flash debe ser desarrollado por un ingeniero calificado experto en seguridad eléctrica para determinar peligros y riesgos en relación con los sistemas eléctricos; el estudio es la evaluación de una instalación en el lugar de trabajo y da como resultado el etiquetado de los equipos en sitio indicando los niveles de energía incidente, el estudio de cortocircuito, el estudio de coordinación de protecciones, así como recomendaciones para mejoras y requisitos para el Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado. También se puede incluir una revisión y análisis del programa escrito de seguridad eléctrica de las instalaciones.

La NFPA 70E recomienda el uso del Equipo de Protección Personal (EPP) contra arc-flash y contra descarga eléctrica, ya que es la última barrera de defensa que tiene el trabajador contra estos fenómenos. La característica principal del EPP contra arc-flash es que utiliza tecnología textil retardante a la flama, por lo cual no debe ser utilizado para otros trabajos que no sea el trabajo con partes energizadas.

La NFPA 70E 2018, indica cuatro niveles de categorías para la selección del EPP: Categoría 1, Categoría 2, Categoría 3 y Categoría 4, los cuales son seleccionados de acuerdo al nivel de energía incidente (cal/cm²) calculado en el estudio. Ver Tabla.

Los estándares mediante los cuales se lleva a cabo el análisis de arc-flash son:
– NFPA 70E, Standard for Electrical Safety in the Workplace.
– IEEE Std 1584-2018, Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations.

Requisitos Normativos
En el caso del estudio de arc-flash, la NOM-001 SEDE (utilización) y el National Electrical Code (NEC) incluyen el requisito de colocar en los equipos un marcado de ADVERTENCIA, RIESGO ARCO ELÉCTRICO; sin embargo, este requisito es poco comparado con lo que requiere la NFPA 70E, por lo que debe de trabajarse en complementar las normas mexicanas para poder brindar suficiente protección al personal en contacto directo o indirecto contra la energía térmica incidente que genera un evento de arc-flash.