Los contactos eléctricos en baja tensión pueden tener consecuencias mortales para las personas.

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2 Introducción Los contactos eléctricos en baja tensión pueden tener consecuencias mortales para las personas. El origen de tensiones de defecto accidentales en las masas de los elementos eléctricos que producen los contactos eléctricos indirectos es debido principalmente a la aparición de defectos de aislamiento en los equipos. La prevención de este riesgo exige que: TODO ELEMENTO ELÉCTRICO DEBERÁ DISPONER DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS ELÉCTRICOS INDIRECTOS. Existen diversos sistemas de protección aplicables a instalaciones y receptores que se basan en alguno de los siguientes principios: fuga. Impedir la aparición de defectos mediante aislamientos complementarios. Hacer que el contacto resulte inocuo, usando tensiones no peligrosas o limitando la intensidad de Limitando la duración del defecto mediante dispositivos de corte. El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, en sus Instrucciones complementarias (MIBT 021 y otras) define los sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos y especifica las condiciones que deben cumplir. En esta nota técnica se recogen de forma resumida las características más importantes de los distintos sistemas, al tiempo que se citan las referencias correspondientes a dicho Reglamento. El otro aspecto que aquí se contempla es la fiabilidad de cada sistema de protección y sus límites de utilización frente a situaciones de riesgo elevado. El nivel de riesgo de contacto eléctrico indirecto aumenta en función de la conductividad del entorno (presencia de agua, superficies metálicas) y en función del manejo del equipo eléctrico (equipos móviles, portátiles). En el cuadro de aplicación se indican los sistemas de protección que pueden ser utilizados para cada situación de riesgo. Sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos. Características principales Título Doble aislamiento Separaciones de circuitos Tensiones de seguridad Principio de prevención El elevado nivel de aislamiento Al primer defecto no aparece Si se produce un defecto, la protección de los receptores dificulta la tensión peligrosa.

3 Condiciones de seguridad El circuito de utilización no tendrá ningún punto en común con tierra, masas u otros circuitos. Las masas de los receptores que se alimenten por separación de circuitos no estarán unidas a otras tierras. Cuando un transformador alimente a más de un receptor, éstos deberán estar unidos entre sí. Cuando se utilicen locales mojados conductores o sumergidos, el transformador permanecerá fuera de dichos recintos. REBT MIBT Compatible con todos. Proporciona muy buena protección. No necesita puesta a tierra. Sistema caro. Aplicable sólo hasta 16 kva. Receptor clase O.I.II Protección de una sola máquina en condiciones adversas. Quirófanos. Transformador de seguridad. UNE Pilas. Máquinas eléctricas. Local seco: Local húmedo: Local mojado:

4 Emplazamiento sumergido: siendo U N = Tensión nominal. El circuito de utilización no estará puesto a tierra ni en unión eléctrica con circuitos de mayor tensión. No se efectuará transformación directa de alta tensión a tensión de seguridad. Cuando se utilicen locales mojados conductores o sumergidos, el transformador permanecerá fuera de dichos recintos. REBT MIBT Compatible con todos. Proporciona muy buena protección. No necesita puesta a tierra. Sistema caro. Son escasos los receptores a estas tensiones. Receptores clase III Maniobras. Alumbrado portátil. Juguetes. Quirófanos. Título Principio de prevención o protección Puesta a tierra de las masas. Diferenciales Si se produce un defecto, el diferencial desconecta rápidamente. Puesta a neutro de las masas Si se produce un defecto, los fusibles o magnetotérmicos desconectan rápidamente por cortocircuito. Elementos básicos Dispositivos diferenciales Protecciones contra sobreintensidades: del sistema Baja sensibilidad: I FN > 30 ma Fusibles. 30 ma Magnetotérmicos. Alta sensibilidad: I FN siendo I FN = Sensibilidad nominal de un diferencial.

5 Condiciones de Al primer defecto, el diferencial debe actuar antes seguridad de 0,1 s. Esquema Puesta a tierra (Valor REBT: máximo de R T ) Recomendable: siendo: R T = Resistencia de tierra. U S = Tensión de seguridad. 50 V - Local seco. 24 V - Local húmedo o mojado. 12 V - Emplazamiento sumergido. I FN = Sensibilidad nominal de un diferencial. R N = Resistencia de tierra del neutro. U F = Tensión de fase. La instalación podrá alimentarse de un instalación transformador compartido por otros usuarios. Cuando los receptores de Clase O o I no puedan conectarse a una puesta a tierra, se instalarán diferenciales de alta sensibilidad (esta medida no protege suficientemente en locales húmedos, mojados, conductores o emplazamientos sumergidos).

6 REBT MIBT Compatibilidad con No compatible con: otros sistemas Puesta a neutro. Aislado de tierra. Ventajas Tiempo de actuación rápida. Gran sensibilidad. No necesita tomas de tierra rigurosas. Inconvenientes Necesidad de instalar diferenciales (en algún caso caro). Los diferenciales suelen fallar. Desconecta la instalación al primer defecto. Al primer defecto franco, las protecciones deben actuar antes de 5 s. 2Ω siendo: R T = Resistencia de tierra. RT Toda la instalación se alimentará de un transformador no compartido por otros usuarios. Es preceptiva la conexión equipotencial del CP en todas las masas metálicas, estructuras, tuberías, etc. Se recomienda asociar a este sistema un dispositivo de corte por bobina de tensión. REBT MIBT No compatible con: Puesta a tierra. Diferenciales. Neutro aislado de tierra. Facilidad y economía de la instalación. Desconecta selectivamente la parte afectada. Los defectos producen arcos eléctricos importantes. Requiere transformador propio. Desconecta la instalación al primer defecto. Aplicación Receptores Clase I Receptores Clase I Sistema apropiado para proteger Sistema apropiado para proteger medianas pequeñas y medianas instalaciones. y grandes instalaciones. Título Principio de prevención o protección Puesta a tierra de las masas. Neutro aislado de tierra Al primer defecto no aparece tensión peligrosa. Al segundo actúan los fusibles o magnetotérmicos por cortocircuito. Dispositivos de tensión de defecto Si se produce un defecto, el interruptor de tensión desconecta rápidamente.

7 Elementos básicos del sistema- Condiciones de seguridad- Esquema -Puesta a tierra (Valor máximo de R T ) Inconvenientes Dispositivo vigilador de aislamientos Fusibles. Magnetotérmicos. Al primer defecto el vigilador debe avisar óptica y acústicamente. Al segundo defecto las protecciones deben actuar antes de 5 s. 2Ω siendo: R T = Resistencia de tierra. RT Toda la instalación se alimentará de un transformador no compartido por otros usuarios. Es preceptiva la conexión equipotencial del CP en todas las masas metálicas, estructuras, tuberías, etc. Los interruptores de la instalación serán de corte omnipolar. El conductor neutro deberá considerarse como activo a todos los efectos. REBT MIBT b. No compatible con: Puesta a tierra. Diferenciales. Puesta a neutro. Desconecta selectivamente la parte afectada. No desconecta la instalación al primer defecto. Requiere transformador propio. Interruptor de tensión de defecto: Z i = 400 Ω I i = 40 ma (Valores habituales.) Al primer defecto el interruptor de tensión debe

8 actuar antes de 0,1 s si se alcanza U S. Recomendable: siendo: R A = Resistencia de tierra auxiliar. U S = Tensión de seguridad. 50 V - Local seco. 24 V - Local húmedo o mojado. 12 V - Emplazamiento sumergido. I i = Intensidad de disparo. R T = Resistencia de tierra. R N = Resistencia de tierra del neutro. U F = Tensión de fase. El conductor de tierra auxiliar (CPA) será aislado, con protección mecánica, y no estará en contacto con ninguna masa. El conductor de protección será aislado y sólo estará en contacto con las masas a proteger por el interruptor. REBT MIBT b. Compatible con todos.

9 Tiempo de actuación rápido. No necesita toma de tierra rigurosa. Desconecta toda la instalación al primer defecto. Dificultad de emplazar la toma de tierra auxiliar. Aplicación Receptores Clase I Receptores Clase I Sistema apropiado para proteger Sistema válido para pequeñas medianas y grandes instalaciones. instalaciones. Como medida complementaria de otros sistemas clase B. Aplicación de los sistemas de protección contra contactos eléctricos indirectos Fiabilidad de los sistemas de protección Funcionando correctamente todos los sistemas de protección confieren un nivel de seguridad similar y suficiente para cualquier situación de riesgo que se quiera proteger (a excepción de los del grupo 6 que sólo pueden proteger en emplazamientos secos). No obstante, en algunos sistemas existe la posibilidad considerable de que su funcionamiento se altere o se anule por avería, mala instalación o bloqueo voluntario de sus elementos de seguridad, por lo que su fiabilidad en situaciones de riesgo elevado no es preventivamente admisible.

10 Cuadro de situaciones de riesgo. Sistemas de protección aplicables Para cada situación deberá adoptarse uno de los sistemas de protección indicados en el recuadro correspondiente, no admitiéndose sistemas de menor fiabilidad salvo por exigencias técnicas insalvables, como es el caso de que la potencia del receptor sea muy elevada. El nivel de seguridad máximo se obtiene aplicando el sistema de protección más fiable de acuerdo con el cuadro anterior. Los receptores deberán disponer además del grado de protección adecuado contra la penetración de sólidos y agua (NTP 34.82). Objetivo El gran desarrollo tecnológico de las últimas décadas ha posibilitado que, mediante la aparición de nuevos dispositivos eléctricos aplicados a las máquinas, sean éstas las que efectúen la mayoría de trabajos, realizándolos incluso con mucha más precisión y rapidez de lo que es capaz el hombre. Sin embargo, no es menos cierto que la utilización de las máquinas implica un riesgo para el personal encargado de su funcionamiento y control. Esta nota trata de destacar y centrar la atención en los aspectos fundamentales relacionados con el equipo eléctrico de las máquinas-herramienta para reducir los posibles riesgos de accidente derivados de fallos o funcionamientos deficientes de dicho equipo eléctrico. Circuitos que componen el equipo eléctrico de una máquina En el equipo eléctrico de las máquinas-herramientas de uso general, se distinguen básicamente los siguientes circuitos: Circuito de potencia Es el circuito que transporta la energía a los aparatos (motores, refrigeración, calefacción, etc.) que la utilizan directamente para el trabajo realizado por la máquina; generalmente, este circuito va unido directamente a la instalación (de baja tensión) de distribución de energía eléctrica del local, y contiene los medios para generar, convertir, distribuir o utilizar la energía eléctrica

11 Circuito de mando Es el circuito monofásico, o eventualmente a corriente continua, utilizado para ordenar, gobernar, avisar, medir, etc., los elementos de funcionamiento de la máquina y permite asegurar la protección eléctrica del circuito de potencia (sobrecargas, etc.), la seguridad del personal encargado de su funcionamiento y en cierta medida la seguridad de los elementos mecánicos. Circuito de señalización Este circuito va generalmente unido directamente al circuito de mando y alimenta los dispositivos acústicos y/o luminosos del mismo. Circuito de iluminación Es el circuito o circuitos destinados a asegurar la iluminación del puesto de trabajo y la iluminación temporal de algunos emplazamientos donde se efectúan operaciones frecuentes (reglaje de útiles, modificaciones de los circuitos de fluidos, etc.). La alimentación a este circuito es independiente de la del circuito de mando. Especificaciones generales En la concepción de un esquema de funcionamiento de una máquina debe imperar la idea de que la misma funcione correctamente, pero ello significa no sólo estudiar el equipo de forma que en condiciones normales la

12 máquina cumpla exactamente todos los ciclos de trabajo previstos, sino procurar que los posibles fallos en cualquiera de los componentes del circuito, por otro lado siempre probables, puedan dar lugar a situaciones de peligro comprometiendo la seguridad del personal encargado de su manejo y la de la propia máquina. Dentro del equipo eléctrico de una máquina destaca por valor propio el circuito de mando, o sea donde se generan las órdenes que darán lugar a las maniobras de la máquina; es por ello que un fallo (defecto) en el mismo implica la posibilidad de una maniobra prevista por lo que es muy importante que los elementos que lo componen tengan un grado de fiabilidad alto, pero además es necesario que su unión, situación, en fin, el diseño de su conexión sea tal que, además de estar previsto para transmitir las órdenes correctas para un funcionamiento normal, sea capaz de asegurar asimismo que un fallo cualquiera en unos de sus componentes o conexiones no representará una situación peligrosa para el operario. Por lo tanto, podemos decir que la concepción de un circuito de mando de seguridad tendrá presente los dos factores siguientes: La fiabilidad de sus componentes La interconexión de los mismos La fiabilidad podemos definirla como la característica de un dispositivo (elemento) de realizar la función establecida, bajo unas determinadas condiciones de utilización y por un período de tiempo determinado. En cuanto a la fiabilidad de componentes, aunque la tasa de fallos de los mismos sea mínima, la probabilidad de avería no es nunca igual a cero. La interconexión de los componentes debe realizarse "contra fallos" tendiendo a asegurar la maniobra de la máquina contra riesgos. LA MISIÓN FUNDAMENTAL DEL DISEÑO DE UN CIRCUITO SERÁ, PUES, LA DE CONSEGUIR EL MAYOR NIVEL DE SEGURIDAD PARA LA MANIOBRA. El nivel de seguridad se seleccionará de acuerdo con el nivel de riesgo a cubrir; cuanto mayor sea el nivel de riesgo, más se tendrán en cuenta las posibilidades débiles de aparición de defectos. Cualquier equipo o sistema industrial, para que sea seguro, tiene que tener presente tanto los fallos y deficiencias más usuales que pueden afectar a los diversos elementos, como las influencias externas a que pueden verse sometidos. (En la Nota Técnica quedan relacionados los fallos e influencias que pueden influir en el funcionamiento de un equipo o sistema industrial.) Condiciones de seguridad del equipo eléctrico de una máquina o sistema industrial En la concepción del equipo eléctrico de una máquina debe imperar, como ya se ha mencionado, la utilización de componentes contra fallos, para que la respuesta del mismo ante la aparición de cualquier defecto sea la detención del movimiento o proceso peligroso. Por ello, el circuito de una máquina debe asegurar básicamente que: Un defecto accidental en el circuito de mando no producirá: La puesta en marcha intempestiva de los elementos móviles de la máquina. La imposibilidad de paro de la misma.

13 La eliminación de las protecciones de los elementos móviles de la máquina. La variación o interrupción de la alimentación, no producirá: el arranque intempestivo de la máquina al restablecerse la alimentación. Las órdenes de parada, tendrán prioridad sobre las de marcha. Asimismo, es muy importante tener presente, en relación al circuito de mando, los siguientes puntos: La alimentación al mismo se realizará preferentemente a través de transformador. No se emplearán autotransformadores, ya que estos no proporcionan una separación galvánica de los circuitos. Se conectará a tierra; esta tierra puede ser separable para permitir comprobaciones. Los elementos de mando se conectarán con un extremo al polo que está conectado a tierra. Los contactos de mando se conectarán al otro polo del circuito. Ejemplos de conexión 1. Un defecto accidental en el circuito de mando no produciría: a) La puesta en marcha intempestiva de la máquina. Esquema de concepción errónea Un defecto a masa en el punto 1 provoca la puesta en marcha intempestiva de la máquina. Esquema de buena concepción Un defecto a masa en: Punto 1, salta el fusible f. Punto 2, salta el fusible f cuando accionamos el pulsador de puesta en marcha. Punto 3, no afecta a la maniobra, la máquina funciona correctamente.

14 b) La imposibilidad de paro de la máquina. Esquema de concepción errónea Circuito no conectado a tierra: El primer defecto en el punto 1 no influye en la maniobra pero no es detectado; a la aparición del segundo defecto 2, la máquina una vez puesta en marcha ya no podrá detenerse. Esquema de buena concepción Circuito conectado a tierra: El primer defecto en el punto 1 provoca la fusión del fusible y la maniobra no puede realizarse. c) La eliminación de las protecciones de los elementos móviles de la máquina. Esquemas de concepción errónea Un defecto a masa en el punto 1 no influye en la maniobra pero no es detectado; a la aparición del segundo defecto 2, el resguardo de protección queda inutilizado; la maniobra puede realizarse sin que el resguardo esté cerrado.

15 Un defecto a masa en el punto 1 provoca el arranque intempestivo de la máquina independientemente de que el resguardo esté en posición de cerrado. Esquema de buena concepción La aparición del defecto en el punto 1 provoca la fusión del fusible f. Si el defecto aparece en el punto 2 al cerrar el resguardo, será cuando salte el fusible f. La maniobra es segura. arranque intempestivo de la máquina al restablecerse la misma. 2. La variación o interrupción de la alimentación no producirá el Arranque mediante contactor Km: la interrupción de la alimentación provoca la desconexión del contactor ; al restablecerse la tensión es preciso para poner la máquina en marcha accionar el pulsador M

16 Arranque mediante interruptor automático provisto de relé de mínima tensión U: el restablecimiento de la tensión después de un corte no provoca el arranque inesperado; es preciso accionar el interruptor automático. 3. Las órdenes de parada tendrán prioridad sobre las de marcha. Esquema de concepción errónea En este esquema, si los contactos del pulsador de marcha M quedan "pegados", es imposible detener la máquina mediante la acción sobre el pulsador de paro P. Esquema de buena concepción Esquema correcto: la acción sobre el pulsador de paro P siempre detiene la máquina.

17 Conclusiones Dado que los fallos en los componentes de los sistemas de una máquina son producto de un gran número de accidentes, es importante y necesario tenerlos en cuenta en el diseño de los circuitos para mejorar la seguridad de los mismos y no descuidar este aspecto en favor de consideraciones de orden técnico, económico, comercial, etc. Por ello, es fundamental que al diseñar un circuito, éste garantice, por un lado, la seguridad del personal encargado de su manejo y, por otro, la fiabilidad en el funcionamiento, para conseguir que un defecto (fallo) en cualquiera de sus componentes no represente una situación de riesgo para el operario ni para la propia máquina. De manera general, al diseñar un circuito, prevalecerán las condiciones de seguridad sobre las de funcionamiento, proveyendo los posibles defectos que pueden presentar los componentes o elementos del sistema. La aplicación de esta condición se verá más o menos aumentada según el nivel de riesgo a cubrir; a mayor riesgo, mayores serán las precauciones en materia de seguridad para el diseño del sistema. Introducción Dentro del equipo eléctrico de las máquinas, a la vez que son precisos elementos para la puesta en marcha de las mismas (condición principal para la que son concebidas), deben disponer de elementos que permitan su parada en un momento determinado. Esta parada puede producirse en condiciones normales de funcionamiento una vez finalizado el trabajo o una maniobra y en condiciones anormales de funcionamiento cuando aparece una situación de peligro (emergencia) tanto para el operario como para la máquina. Los primeros se definen como dispositivos de parada normal y los segundos como dispositivos de parada de emergencia. Trataremos en esta Nota de apuntar las características principales y las condiciones de montaje de los elementos de paro que deben ser utilizados en situaciones anormales de funcionamiento de las máquinas (dispositivos de parada de emergencia), es decir, cuando aparece una situación de peligro durante el desarrollo del trabajo que pueda repercutir ya sea en el operario o bien en la propia máquina. Campo de aplicación Botón pulsador de parada de emergencia Será tipo "cabeza de seta", de color rojo y con un círculo amarillo en la superficie inferior.

18 Al ser accionado (pulsado) queda enclavado y la nueva puesta en servicio (desenclavamiento) sólo puede efectuarse por medio de una llave. Los dispositivos de parada de emergencia deben ser instalados en todas aquellas máquinas en las cuales existan peligros de tipo mecánico durante las condiciones normales de trabajo. Hay que tener en cuenta que, dependiendo del tipo de máquina, puede ser necesaria la instalación de más de un dispositivo de parada de emergencia; por ejemplo, en máquinas con más de un puesto de mando y control, máquinas de características especiales con varios puntos de peligro separados del puesto de mando y control, etc. La función esencial del dispositivo de parada de emergencia será la de interrumpir (en caso de peligro) el suministro de las fuentes de alimentación de energía (corriente eléctrica, aire a presión, etc.) y parar la máquina lo más rápidamente posible. Sin embargo, el dispositivo de parada de emergencia puede, en algunos casos, no interrumpir ciertos circuitos de la máquina que podrían generar, al ser interrumpidos, un peligro para el operario o la máquina, como, por ejemplo, los platos magnéticos o circuitos auxiliares (alumbrado, refrigeración, etc.). Ciertos movimientos no sólo no serán interrumpidos sino que se pondrán en marcha al ser accionado el dispositivo de parada de emergencia sin que ello, claro está, represente un peligro para el operario, por ejemplo: los órganos de frenada de emergencia para obtener una parada más rápida, la inversión del sentido de giro en los rodillos de una curvadora de chapa, etc. Características fundamentales La función principal del dispositivo de parada de emergencia es la de parar la máquina lo más rápidamente posible. Este dispositivo se instalará en las máquinas, previéndose para este fin dos posibilidades: Un interruptor accionado manual o eléctricamente, situado en la línea de alimentación de la máquina. Un auxiliar de mando dispuesto en el circuito auxiliar de modo que, al ser accionado, todos los circuitos que puedan originar peligro queden desconectados. El órgano de mando utilizado como paro de emergencia debe reunir las características siguientes: Será visible y fácilmente accesible, por lo que se colocará en un lugar donde pueda ser alcanzado rápidamente por el operario. Será capaz de cortar la corriente máxima del motor de mayor potencia en condiciones de arranque. Podrá ser accionado manualmente y será enclavable en la posición de abierto. Puede presentar varias formas: maneta, pedal, cuerda, botón pulsador, etc., eligiéndose la más conveniente en cada caso; en todos los casos el color será rojo. Si el órgano de mando en un botón-pulsador, éste debe ser del tipo "cabeza de seta", de color rojo y llevará como fondo un círculo de color amarillo. Los contactos (si se utiliza como órgano de mando un botón pulsador) serán de apertura forzada y completa; entendiéndose como apertura forzada aquélla que lleva rígidamente unidos los bloques de contactos con el

19 vástago guía del interruptor (elemento de accionamiento). Por apertura completa, se indica que el interruptor tendrá únicamente dos posiciones de trabajo estables (abierto o cerrado). En máquinas con más de un puesto de trabajo, o de mando o que por sus dimensiones precisen de más de un dispositivo de parada de emergencia, el accionamiento de uno cualquiera de ellos provocará la detención de la máquina y será preciso para la nueva puesta en marcha eliminar el bloqueo desde el punto en que se paró. (El restablecimiento de las condiciones de puesta en marcha desbloqueo paro emergencia- de la máquina implicaría la actuación de una señal acústica-luminosa perceptible por la totalidad de los operarios de la misma; en todo caso, se seguiría el procedimiento normal de puesta en marcha.) Cuando se emplee como paro de emergencia el interruptor principal de la máquina, este elemento de desconexión deberá reunir, además de las características propias de su función, las descritas para el paro de emergencia. Ejemplos de conexión Dispositivo de parada de emergencia insertado en el circuito de alimentación de la máquina. El interruptor seccionador de la alimentación y el paro de emergencia están dispuestos en un solo elemento de desconexión. En este caso, el elemento de desconexión reunirá las características exigidas tanto para el interruptor principal como para el paro de emergencia. Dispositivo de parada de emergencia insertado en el circuito de alimentación de la máquina. En este caso el interruptor seccionador de la alimentación y el paro de emergencia están claramente separados.

20 Esquema erróneo de auxiliar de mando como dispositivo de parada de emergencia, instalado en el circuito auxiliar. Se aprecia claramente la disposición errónea del mismo, puesto que al accionar el órgano de mando del paro de emergencia, sólo después de que desconecte el contactor K 1, queda sin tensión el contactor del motor K M. Esquema correcto de auxiliar de mando como dispositivo de parada de emergencia instalado en el circuito auxiliar. Al accionar el órgano de mando del paro de emergencia, todos los contactores quedan sin tensión. En las máquinas en que los elementos móviles no disponen de un gran movimiento de inercia, o sea que se inmovilizan en un corto espacio de tiempo al cesar el esfuerzo del motor, el mando de paro general y el de emergencia pueden ser perfectamente uno solo. En las máquinas en las que los elementos móviles tienen un gran movimiento residual, el mando de paro de emergencia debe estar separado del mando de paro general, ya que al accionarse el paro de emergencia, simultáneamente entra en funcionamiento un freno de emergencia.

21 En las máquinas con un número reducido de relés, se puede situar el dispositivo de parada de emergencia como se indica en la figura. (En los casos en que la corriente a interrumpir sobrepase los 6 A, la situación del dispositivo de parada de urgencia será la indicada en la figura 6.). Objetivo Son de todos conocidos los numerosos accidentes (graves en su mayoría) que se producen como consecuencia de las operaciones de mantenimiento, engrase o reparación de maquinaria. El objetivo de la presente nota es el de fijar los tipos de dispositivo de consignación a utilizar, sus condiciones de utilización y las circunstancias que exigen su uso. Cualquier trabajador que deba reparar, ajustar o conservar una máquina u equipo peligrosos, corre un riesgo grave si la máquina o el equipo sobre el que está trabajando puede ponerse en marcha o activarse antes de que su trabajo haya terminado. La garantía más eficaz de que las personas no resulten dañadas durante la realización de trabajos de este tipo está en el uso de dispositivos de consignación (también llamados del bloque o enclavamiento). Qué se entiende por dispositivos de consiganción? Un dispositivo de consignación es un mecanismo o aparato que permite el empleo de llaves o combinaciones de cierre (comúnmente candados) que retienen la palanca de un interruptor o una válvula en la posición de cero (sin tensión, fuera de servicio). El uso de estos dispositivos de consignación precisa de un procedimiento de cierre (o bloqueo). El procedimiento de cierre reúne las diversas medidas que deben ser tomadas conjuntamente por la empresa y el trabajador para asegurar el uso adecuado de los dispositivos de enclavamiento. Qué circunstancias aconsejan el empleo de dispositivos d econsignación? He aquí algunos de los muchos ejemplos: Reparaciones en circuitos eléctricos. Limpieza y engrase de las partes móviles de las máquinas (particularmente las que los puntos de engrase están situados en zonas peligrosas). Liberación de mecanismos atascados o encasquillados. Trabajos en tuberías conductoras de sustancias peligrosas o de alta presión (a menudo protegidas por válvulas). En general, toda situación que precise la intervención del personal de mantenimiento, electricistas, montadores, etc., sobre un equipo potencialmente peligroso.

22 Los dispositivos de consignación pueden utilizarse también para impedir el uso no autorizado de equipos peligrosos. Ejemplo: Retirando las llaves de contacto de un vehículo. Cortando el suministro de potencia. Cerrando las puertas al personal no autorizado en áreas particularmente peligrosas. Dispositivos de consignación Papel de los seccionadores Los procedimientos de consignación no pueden ser utilizados si no se dispone de dispositivos de consignación en los controles de potencia más importantes de las máquinas potencialmente peligrosas. En el caso de máquinas alimentadas por corriente eléctrica, el control de alimentación más importante no es el propio pulsador o palanca de la máquina, sino el seccionador o interruptor situado al principio de la alimentación. Cuando más seguro es el seccionador, menor es la posibilidad de accidente. Fig. 1: Esquema eléctrico de principio Es importante señalar que el seccionador debe ser accionable manualmente y que la posición de la maneta de accionamiento por la que el circuito está en posición de cero (sin tensión) debe ser identificable inequívocamente (ésta debe ser además la única posición consignable). Es aconsejable asimismo que la ruptura sea plenamente visible (armarios transparentes). Fig. 2: Seccionador con dispositivo de bloqueo en el interior del armario transparente Desafortunadamente, la instalación eléctrica de muchas fábricas está realizada de tal forma que no todas las máquinas poseen un seccionador individual: el seccionador de principio de línea (situado en el armario general) controla la alimentación de varias máquinas, por lo que, a menos que el encargado esté dispuesto a detener varias máquinas para reparar una, no puede realizarse un procedimiento de consignación claro. (Puede recurrirse en estos casos a dispositivos de consignación para los interruptores de mando, pero sólo en el caso de que no haya otra alternativa.) Los dispositivos de enclavamiento (bloqueo) generalmente están concebidos para ser utilizados en los

23 circuitos eléctricos en los que la mayor parte de los seccionadores y disyuntores están diseñados de forma que la maneta de accionamiento pueda ser consignada en la "posición de cero". Las válvulas de mando de otras fuentes de energía (neumáticas, hidráulicas, vapor...) deben ser equipadas de la misma forma. Si no puede realizarse de esta manera, será preciso imaginar un método adecuado para sustituir la válvula por otra que pueda ser dotada de un dispositivo de consignación. Presión residual En el empleo de la energía hidráulica y neumática debe tenerse en cuenta la presión residual. Cuando un seccionador eléctrico está en posición de abierto, el circuito está en cero. Pero en las líneas neumáticas o hidráulicas puede quedar, después de la desconexión, una presión residual en el circuito capaz de hacer que la máquina realice un nuevo ciclo; la solución correcta a este problema es dotar al circuito de válvulas que dispongan de purgadores automáticos que realicen la limpieza del circuito eliminando toda posible presión residual. Dispositivos de cerradura múltiple Un dispositivo de bloqueo que permita el alojamiento de un solo candado, no ofrece suficiente garantía: Si un trabajador "A" (que debe buscar un defecto) utiliza el único agujero disponible para su candado, dónde colocará el suyo otro trabajador "B" cuando llega a la misma máquina para realizar su mantenimiento?; es más que probable que deba violar el procedimiento de bloqueo y trabaje en una máquina que no garantiza la posición de cero por su candado individual. Por lo tanto, los seccionadores de corriente y las válvulas deben ser capaces de estar simultáneamente en posición cero con el candado de cada uno de los operarios que deban de trabajar en la máquina o equipo peligroso. Muchos controles no están diseñados de esta manera, por lo que es necesario emplear adaptadores de cierres múltiples. Estos adaptadores estarían permanentemente encadenados al control o bien a cada uno de los operarios poseedores de candado. Fig. 3: Interruptor rotativo bloqueable (Fuente CNA) Fig. 4: Placa protectora de bloqueo de un interruptor con accionamiento a base de pulsadores

24 Fig. 5: Los volantes o las vávulas y otros órganos pueden asimismo ser bloqueados por medio de cadenas con pinzas de cierre asegurándose así contra la abertura. (Fuente CNA) Fig. 6 y 7 Adaptadores de bloqueo con posibilidad de adaptar varios candados. Hasta que el último no es retirado, el interruptor o válvula no puede ser accionada. (Fuente Promosafe) Fig. 8: Maneta de mando con adaptador de bloqueo que permite fijar varios candados (fuente CNA) Fig. 9: Si un equipo utiliza varias fuentes de energía, cada una debe poder ser bloqueada. La combinación accionador/válvula mostrado en la figura facilita la operación. (fuente Promosafe) Instalaciones complejas

25 Los diferentes equipos, grupos de máquinas o máquinas individuales de grandes instalaciones deben ser bloqueables en su lugar de emplazamiento para revisión y otros trabajos. No deben poder ser puestas en marcha hasta que se sitúe el interruptor manualmente en la posición de marcha. Fig. 10: Bloqueo por medio de cerraduras de pestillo. Llave libre, pestillo bloqueado en posición fuera. Llave atrapada, pestillo en posición dentro. (Fuente INRS) Fig. 11: Bloqueo por medio de cerraduras de pestillo. Llave libre, pestillo prisionero y bloqueado. Llave atrapada, pestillo libre. (Fuente INRS) Fig. 12: Bloqueo de un seccionador mediante cerraduras de pestillo. (Fuente INRS) Pueden considerarse instalaciones de este tipo, por ejemplo las instalaciones que reparten su maquinaria en diferentes pisos y en varios locales, donde el mando está centralizado, o bien otras que están aisladas y separadas del mando centralizado.

26 Fig. 13: Instalación de varias máquinas indivduales con mando centralizado. Cada máquina puede pararse separadamente de las otras y no ser puesta en marcha nuvamente hasta que se desbloquee el respectivo pulsado de paro. Si el trabajo lo exige, el mando puede ser concebido de forma que la maniobra sobre el pulsador de paro de una máquina pueda parar simultáneamente toda la instalación. (Fuente CNA) Fig 14: Paro de emergencia con dispositivo de bloqueo en posición abierto. Únicamente con la llave es posible cerrar nuevamente el cirucuito. Es aconsejable que en estas instalaciones, en las que desde el lugar de consignación no es a menudo visible la totalidad de la instalación, una señal (acústica u óptica) advierta del momento de liberación o puesta en marcha. Es aconsejable que después de la señal, la instalación no pueda ponerse en marcha sin que antes transcurra un tiempo prudencial. Fg. 15: Esquema de principio de un dispositivo de bloqueo con señal de advertencia. Después de la maniobra del interruptor principal (HS), la señal de advertencia óptica y/o acústica (OA, AA) actúa inmediatamente. El circuito eléctrico de la instalación no se cierra hasta que el temprozador ZE cierra el contactor de mando (ST). (Fuente CNA) Procedimientos de consignación La existencia de dispositivos de consignación, adaptadores de cierres múltiples y sistemas de cerradura no constituye un programa de consignación. Carecen de utilidad si no son utilizados correctamente y en las ocasiones apropiadas. He aquí un procedimiento de bloqueo con diversas etapas: Antes de que un equipo sea puesto a cero, es necesario un acuerdo claro sobre la máquina concreta que se ha de detener. Sería conveniente que el encargado revisase el procedimiento de consignación. Cortar la corriente con los controles de mando de la máquina (los seccionadores principales no pueden jamás ser desconectados estando la máquina en carga, a causa del posible riesgo de explosión).

27 Colocar a cero los controles de potencia de la máquina (seccionadores, disyuntores o válvulas). En caso de alta tensión, esta operación debe ser realizada por un técnico electricista. Después de que los seccionadores hayan sido abiertos, o cerradas las válvulas, la persona o personas encargadas del trabajo colocarán sus cierres sobre la palanca de control o el adaptador múltiple. En este momento es aconsejable colocar una indicación (etiqueta) sobre el cierre. Las etiquetas pueden indicar el tipo de trabajo a realizar, la duración estimable del mismo y quién debe supervisarlo. Asegurarse de que el seccionador o la válvula están en posición segura. Comprobar asimismo los controles de la máquina asegurándose de que están en posición cero. Cuando cada operario finaliza su trabajo, retira su cierre y la etiqueta supletoria. Aquél que retire el último cierre notificará al encargado que el trabajo ha terminado. Recomendaciones para evitar bloqueos incompletos Un procedimiento de bloqueo puede convertirse en inoperante de muchas formas. Por eso, los inspectores, encargados y trabajadores cuyo trabajo requiera un bloqueo del equipo, deben ser conscientes de estos posibles errores aumentando la atención para evitarlos. Retirar los fusibles de alimentación de una máquina no es una adecuada sustitución de un dispositivo de consignación. El fusible retirado no garantiza que el circuito esté a cero y aunque así fuere, no es posible evitar que alguien lo reemplace sin preguntar. La consignación de una fuente de potencia de un equipo determinado puede ser insuficiente. Muchas máquinas utilizan varios suministros de potencia: eléctrica y neumática, vapor e hidráulica, etc. En tales casos es necesario que el supervisor conozca las fuentes de potencia auxiliar para efectuar también la consignación de las mismas. Todos los seccionadores y válvulas deben estar claramente marcados. Esto es de particular importancia cuando los controles están alejados de la máquina o sobre paneles generales que reúnen varios controles. No es deseable que los operarios deban perder el tiempo tratando de averiguar qué controles existen en cada máquina o la disposición del trazado de tuberías o instalaciones con el fin de encontrar los adecuados controles; con ello se evita la tentación de realizar una consignación incompleta. Los equipos con funcionamiento intermitente como bombas, ventiladores, compresores, etc., pueden parecer inofensivos en sus períodos de inactividad; pero, evidentemente, resultaría peligroso pensar que el equipo no funcionará en el momento de la intervención por lo que debe subrayarse la importancia de incluirlos en la consignación. Pero quizás la mayor dificultad está en la convención por parte del encargado de mantenimiento, electricista, etc., de que su trabajo es suficientemente sencillo como para no exigir la consignación de la máquina. Debe procederse por tanto a una mentalización adecuada de estos operarios.

28 Legislación y normativa No existe en la actualidad una reglamentación específica que obligue a la consignación de las máquinas durante las operaciones de mantenimiento, engrase-limpieza y reparación de las mismas. No obstante, la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo trata el tema en sus artículos 92 y 93 diciendo: Artº 92: Las operaciones de entretenimiento, reparación, engrase y limpieza se efectuarán durante la detención de los motores, transmisiones y máquinas, salvo en sus partes totalmente protegidas. Artº 93: Toda máquina averiada o cuyo funcionamiento sea irregular será señalizada con la prohibición de su manejo a trabajadores no encargados de su reparación. Para evitar su puesta en marcha, se bloquearán los arrancadores de los motores eléctricos o se retirarán los fusibles de la máquina averiada y, si ello no es posible, se colocará en su mando un letrero con la prohibición de maniobrarlo, que será retirado por la persona que lo colocó. Por otra parte la normativa que hace referencia a la necesidad de efectuar la consignación de máquinas es la siguiente: NORMA UNE (1) que concuerda con CEI 204-1, VDE 0113 en su apartado 4 punto dice, en relación al dispositivo seccionador de la alimentación: ''Debe estar provisto con un dispositivo que le permita ser bloqueado en posición de abierto, por ejemplo, un candado". Resolución AP (77) 3 del Consejo de Europa en su capítulo 2 punto 2.4. en relación con los dispositivos de separación dice: "Los dispositivos de separación deben ser enclavables".

29 Objetivo Dar difusión de algunas medidas contra contactos eléctricos indirectos en la utilización de grupos electrógenos en baja tensión. Introducción Cuando una instalación eléctrica es alimentada mediante un grupo electrógeno la protección que se adopte contra contactos eléctricos indirectos deberá abarcar además de los receptores, equipos y masas de la instalación, a las masas del grupo y de sus equipos auxiliares, también susceptibles de adquirir tensiones peligrosas respecto a tierra. En la realización del diseño deberá tenerse en cuenta que: La aplicación de los sistemas de protección convencionales, válidos para proteger receptores y masas de la instalación no resuelve de forma inmediata y en todos los casos la protección de las masas del grupo. La conexión arbitraria de las masas del grupo a tierra o a otras masas de la instalación puede dar lugar a situaciones de riesgo que afecten a los receptores, por vulnerar el funcionamiento del sistema de protección cuando, por ejemplo, un defecto de aislamiento se localiza en el alternador o en otros equipos auxiliares del grupo. Por consiguiente deberá realizarse un estudio previo del conjunto de la instalación en el que se incluirá el grupo electrógeno, verificando que se cumplen las siguientes condiciones de protección: Con respecto a la protección de receptores y masas de la instalación El sistema de protección contra contactos eléctricos que se adopte debe mantener su nivel de protección tanto si la instalación se alimenta de la red como si se alimenta del grupo electrógeno. Con respecto a la protección de la masa del grupo y de sus equipos auxiliares Si el sistema de protección contra contactos eléctricos indirectos que se adopte para la instalación no protege también a la masa del grupo y de sus equipos auxiliares, deberán tomarse medidas complementarlas de forma que el nivel de protección del riesgo para estas masas sea equivalente al exigido para los receptores. Se supone que la protección de la instalación se realizará mediante los sistemas convencionales: Esquema de distribución REBT MIBT 008 "Puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto". Diferenciales.

30 REBT MIBT 021, 2.7 a) y 2.8 TT "Puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto (caso neutro aislado)". REBT MIBT 021, 2.7 b) "Puesta a neutro de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto". REBT MIBT 021, 2.10 TN Dispositivos de corte por tensión de defecto". REBT MIBT 021, 2.9 (indistinto) IT La utilización que se dé a un grupo electrógeno (fuente de emergencia, fuente única, uso portátil) incluso la potencia del mismo (grande, pequeña) condiciona en la práctica la elección del sistema de protección contra contactos eléctricos indirectos y de las medidas complementarlas ya referidas. De un amplio análisis del tema se desprenden muchas soluciones generales igualmente válidas en el aspecto preventivo y que por razones de espacio no pueden ser incluidas en esta NTP Atendiendo a sus mejores prestaciones, coste económico y sencillez, han sido seleccionados cinco montajes de protección (MP). Estas soluciones no constituyen reglamentación oficial y su adopción en cada caso debe hacerse después de un estudio de idoneidad por parte del Técnico Facultativo responsable de la instalación. Protección contactos eléctricos indirectos para usos más frecuentes de grupos electrógenos (1)

31 Funcionamiento a. Las tensiones peligrosas que aparezcan en las masas de los receptores como consecuencia de defectos localizados en ellos mismos o en otros equipos de la instalación conectados a la puesta a tierra general se protegen con los diferenciales en acción combinada con la toma de tierra RT o la resistencia R, según la instalación se alimente de la red o del grupo, haciendo en ambos casos que actúe el diferencial con el primer defecto. La toma de tierra RT, cuando la instalación se alimenta del grupo, tiene por objeto referir el sistema eléctrico a tierra y permitir el retorno de corriente de defecto que se produzca en masas de la instalación o receptores que pudieran no estar conectados a la puesta a tierra general, limitando su duración en acción combinada con el diferencial. b. Debe tenerse en cuenta que los defectos de fase localizados en grupo electrógeno provocan una corriente que retorna por el conductor de protección y por R al centro de la estrella, no afectando al diferencial. Por ello se instala el dispositivo térmico representado en el esquema, que debe parar el grupo en un tiempo bajo (por ejemplo t< 60 s) cuando esa corriente (ID) provoque una caída de tensión en R que sea RID 50 V (aunque el defecto no sea franco).

32 MP-1. Grupo como fuente alternativa De esta forma se consigue: Detectar y eliminar defectos de aislamiento localizados en el grupo que podrían subsistir indefinidamente, y que aunque no generen tensiones de defecto pueden ser motivo de incendio y averías. Que la tensión con relación a tierra del sistema, a la tensión de 380/220 V no supere 250 V, posibilitando así el uso de herramientas eléctricas manuales (OGHST art. 61 y REBT MIBT 034, 1.7), y también de otros equipos eléctricos que tengan su uso limitado a esa tensión. Condiciones particulares a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT a y 2.8. b. La protección diferencial se instalará en un cuadro montado sobre la carcasa del grupo electrógeno o bien en cuadros separados del mismo. En el segundo caso, las canalizaciones de enlace entre el grupo y los cuadros que contengan los dispositivos diferenciales dispondrán de cubierta metálica que deberá conectarse a la puesta a tierra. Para grupos de mediana y pequeña potencia es aconsejable utilizar dispositivos diferenciales de alta sensibilidad (IFN 30 ma). c. La resistencia R se construirá con un mínimo de dos resistencias bobinadas conectadas en paralelo. El valor de R, su potencia P y el tipo de térmico, se elegirán de forma que cumplan las siguientes condiciones: Asegura el disparo del diferencial al primer defecto franco aún cortándose una de las dos resistencias. UF R < IMP

33 Asegura la no destrucción del dispositivo térmico y la continuidad de la rama R en caso de un defecto franco en el grupo y fallo del sistema de parada automática. Asegura la detección y eliminación de defectos no francos en el grupo. Permite que si la tensión con relación a tierra del sistema, trifásico supera 250 V no permanezca un tiempo excesivo. Asegura la no destrucción del conjunto de resistencia R y la continuidad de la rama R en caso de un defecto franco en el grupo y fallo del sistema de parada automática. MP-1. Grupo como fuente única Ejemplo Tensión del alternador 220/380 V Para R = 100 Ωy disponiendo de un térmico de las siguientes características: Curva de desconexión del térmico Se verifican las condiciones establecidas anteriormente: La potencia del conjunto de resistencias será:

34 Y estará formado por dos resistencias de 200 Ωy 250 W cada una. Toma de tierra general IFN = Sensibilidad nominal del diferencial Ii = Intensidad del disparo de U > Zi = Impedancia interna de U > UF = Tensión de fase Us = Tensión de seg. 50 V emplazamiento seco 24 V emplazamiento mojado 12 V emplazamiento sumergido d. Se procurará que el valor de la toma de tierra general RT sea lo más bajo posible y deberá cumplir: Cuando el grupo se utiliza como fuente alternativa en instalaciones fijas se recomienda que: Características del montaje Es un montaje indicado para: A. Grupos móviles que no tienen una utilización definida o que cambian con frecuencia de emplazamiento (Grupos de alquiler y similares). 1 Para alimentar directamente a receptores (cuadro resumen (4)). El grupo debe llevar incorporado la protección diferencial, la resistencia R, el dispositivo térmico, y realizar la conexión a tierra. Dado que el valor de resistencia de tierra que se exige es relativamente elevado, podrá conseguirse fácilmente con electrodos tipo piqueta o cable enterrado. 2 Para alimentar provisionalmente instalaciones (cuadro resumen (3)). La conexión a tierra del grupo se realizará utilizando la puesta a tierra de protección existente en la instalación. Las instalaciones TT pueden ser alimentadas directamente, si el grupo lleva incorporados la protección diferencial, la resistencia R y el dispositivo térmico. Las instalaciones IT podrán alimentarse, cortando previamente la rama que contiene la resistencia R y el térmico, para que el neutro del alternador quede totalmente aislado de tierra. Las instalaciones TN podrán alimentarse puenteando previamente la resistencia R, y el dispositivo térmico. B. Grupos instalados de forma fija alimentando instalaciones TT (cuadro resumen (1) y (2)). Tiene el inconveniente de que un sólo defecto en el grupo o en los equipos auxiliares impide su funcionamiento. Esto hace desaconsejable su implantación en instalaciones que tengan sectores de emergencia o reemplazamiento donde un fallo de suministro pueda implicar riesgo para personas o pérdidas económicas importantes (hospitales, locales públicos, algunos procesos industriales, etc.). Funcionamiento a. Las tensiones peligrosas que aparecen en las masas de los receptores como consecuencia de

35 defectos localizados en ellos mismos o en otros equipos de la instalación, se protegen con los diferenciales en acción combinada con la tierra general (RT). Las tomas de tierra RN o RNG permiten el retorno de la corriente de defecto según la instalación se alimente de la red o del grupo, haciendo en ambos casos que actúe el diferencial con el primer defecto, dejando fuera de servicio el sector afectado. b. Los defectos localizados en el grupo electrógeno o en sus equipos auxiliares provocan el disparo del interruptor de tensión de defecto U>, quien señaliza óptica y acústicamente la presencia de tensión peligrosa en sus masas, sin interrumpir el servicio. La protección de estas masas accidental y temporalmente en tensión se consigue recubriendo el recinto (suelo y paredes) en materiales aislantes, de forma que hagan inocuos los contactos que puedan establecer con ellos las personas que las manipulen. Condiciones particulares a. La instalación debe cumplir lo especificado en REBT MIBT a y 2.8. b. El relé de tensión de defecto y su instalación deben cumplir lo especificado en REBT MIBT, 2.9. c. El grupo electrógeno debe cumplir lo establecido en REBT MIBT 034, 2. d. El conjunto formado por las masas del grupo y de todos los equipos auxiliares ligados a él estarán conectados a una toma de tierra eléctricamente independiente (RG) de la toma de tierra general (RT). Asimismo se comprobará que ninguna de estas masas esté en contacto con la toma de tierra general o con masas conectadas a ella. En caso contrario deberán aislarse. e. La puesta a tierra del grupo (RG) tiene por objeto atenuar las tensiones de defecto en la masa del grupo generadas por defectos no francos y que podrían provocar innecesariamente el disparo del relé de tensión. f. Las tomas de tierra RN, RT, RNG, RG y RA deben ser independientes entre sí y sus valores ajustarse a las siguientes expresiones: RT US/IFN RA (US/Ii) -Zi RN [RT (UF - US)]/US RG < 100 Ω g. Se procurará que el número de masas accesibles dentro del recinto del grupo electrógeno sea mínimo, haciendo que las envolventes de equipos auxiliares, cuadros eléctricos, etc., sean de doble aislamiento. h. Las masas accesibles que puedan ser tocadas simultáneamente con el grupo u otros equipos auxiliares ligados a él estarán conectadas aquí potencialmente a la puesta a tierra del grupo (RG), y no a otra puesta a tierra. i. El suelo alrededor del grupo y de las masas accesibles ligadas a él a una distancia de 2 m se recubrirá de material aislante que le convierta en "suelo no conductor". También las paredes que disten menos de 2 m del grupo electrógeno o de las masas accesibles ligadas a él se recubrirán de material aislante hasta una altura de 2,5 m. Una vez instalados los materiales aislantes en suelos y paredes deberán ensayarse según REBT MIBT 001, 57. j. Se verificará minuciosamente que las masas del grupo electrógeno no tengan continuidad