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Por: John Kay, gerente de producto, Negocios de Media Tensión, Rockwell Automation, miembro de IEEE

Los Centros de Control de Motores (CCM) resistentes a arco y los sistemas de control inteligentes pueden ayudar a mejorar la seguridad y a reducir los costos.

Diariamente, entre cinco y diez eventos de arco eléctrico ocurren en Norteamérica. Este tipo de evento es responsable aproximadamente del 80% de todas las lesiones graves relacionadas con accidentes eléctricos. Cuando se implementan de forma competente, los equipos de seguridad contra arcos eléctricos pueden proporcionar beneficios, al minimizar los riesgos y reducir los costos. Sin embargo, sin una clara comprensión de los riesgos presentes, de las normas industriales aplicables y del rol que los Centros de Control de Motores (CCM) resistentes a arco poseen para ayudar a contener la energía generada por la expansión de los gases, la aplicación de la tecnología en la planta de producción puede volverse un desafío complejo.

Sienta el calor

El evento de arco eléctrico es el resultado de un fallo eléctrico que recalienta el aire a su alrededor, expandiéndolo y creando una onda de choque dentro de un gabinete eléctrico. Este plasma de arco con alta temperatura vaporiza todo lo que encuentra por delante, como materiales de cobre y de aislamiento, tornillos e incluso gabinetes de acero. Esta intensa onda de calor y de energía puede causar heridas de incapacidad severas, como quemaduras graves, pérdida de la audición debido a las intensas ondas sonoras y hasta afectar la visión debido a la alta intensidad de la luminosidad del arco eléctrico.
Muchos factores pueden comprometer el volumen de aire que actúa como aislante para evitar que la energía eléctrica inicie un arco, como el polvo y el agua que ingresan accidentalmente en el equipo o una herramienta dejada dentro de un gabinete. Las prácticas de mantenimiento de mala calidad también son una de las principales causas de fallos en los equipos.

Las normas concentran el interés

Históricamente, las normas específicas de electricidad, los diseños de equipos y de seguridad no determinan los riesgos de arcos eléctricos. Normas como la NFPA 70E hacen hincapié en ofrecer un área de trabajo práctica y segura a los empleados, ayudando a que se minimicen los riesgos asociados a la energía eléctrica. A medida que las normas continúan  evolucionando, los usuarios de equipos de controles eléctricos están buscando tecnología de punta para ayudar a mejorar la seguridad. Los CCM resistentes a arcos y los sistemas de control inteligentes pueden satisfacer esta necesidad en muchas aplicaciones.
Aunque la prevención sea un punto clave de la solución, algunas veces pueden ocurrir eventos de arco eléctrico independientemente de las mejores intenciones. En este tipo de situaciones, las tecnologías avanzadas de control y protección, como los relés que incluyen recursos de detección de arco, pueden tener un rol vital.

Un diseño eficaz

Diseñados y probados para contener la energía generada por el arco eléctrico, los productos de control resistentes a arco gestionan la exposición a este arco, controlando su expansión o alejando la alta temperatura y la onda de choque de los trabajadores. Los equipos de control resistentes a arco, que incluyen los Centros de Control de Motores de baja tensión (BT) y media tensión (MT), pueden configurarse para brindar dos niveles de protección a las personas que trabajan cerca de estos tipos de equipos. Estos niveles de protección se definen en la norma IEEE C37.20.7-2007 como accesibilidad del Tipo 2 o 2B.
La accesibilidad Tipo 2 ayuda a blindar a los trabajadores en la parte frontal, trasera y en las partes laterales de un gabinete contra los efectos de un fallo con arco interno. La accesibilidad Tipo 2B permite que la puerta del compartimiento de control permanezca abierta y, al mismo tiempo, mantenga los recursos de resistencia al arco del gabinete.
Los diseños estructurales robustos y un sistema de bus con un buen soporte y aislamiento son fundamentales para que un equipo resistente a arco pueda aguantar un evento de apertura de arco eléctrico. Los controles de motor que no son resistentes a arco simplemente no pueden resistir a los efectos de fallos con aperturas de arcos internos en las pruebas prescritas en la norma IEEE. En vez de alcanzar el nivel de protección avanzado que se desea, muchos usuarios disminuyen las expectativas de protección (posiblemente por desconocimiento) a simples medidas preventivas. Es posible que este enfoque no trate completamente los riesgos de apertura de arco y solo proteja una pequeña porción de usuarios. Los usuarios que no adoptan soluciones de equipos
resistentes a arco pueden estar fallando al no tener en cuenta la posibilidad de que suceda un evento de arco eléctrico en cualquier equipo y no solo en el equipo donde las personas están trabajando. Esto no considera la seguridad de las personas no calificadas ni capacitadas que podrían estar en las cercanías de los equipos y que desconocen los potenciales riesgos. Un enfoque educativo de seguridad en eventos de arcos eléctricos debe incluir a todas las personas.

Seguir las normas

En el caso de los CCM de BT, se da otra confusión con respecto a la siguiente afirmación: mantener las puertas de un CCM cerradas durante la inserción y  remoción de gavetas con contactos energizados presenta menor riesgo y, por lo tanto, permite un nivel menor del uso obligatorio de equipos de protección individual (EPI). Sin embargo, la realidad es otra: ninguna norma de consenso industrial permite que los usuarios reduzcan la categoría de riesgo de una aplicación de CCM simplemente porque la puerta está cerrada.
De acuerdo con la norma NFPA 70E, los niveles de uso de los EPI deben determinarse mediante las tablas de categoría de peligros/riesgos “estándar” contenidas en la norma o calculando la energía incidente prevista para la apertura del arco usando uno de los métodos descritos en la norma mencionada. Además, para las actividades con la puerta cerrada descritas en la tabla estándar, la categoría de peligro/riesgo presume que no sucederá ninguna condición anormal (como un fallo con arco) o, si sucede, la puerta de la unidad permanecerá cerrada. Esta es una premisa potencialmente fatal si el equipo no se probó y clasificó como resistente a arco. Aunque fuera admisible reducir la categoría del riesgo manteniendo la puerta cerrada en un CCM de BT, la cuestión real es: ¿permanecerá cerrada la puerta en caso de un fallo en la unidad?
La realidad es que, durante un fallo con apertura de arco interno, las puertas de los equipos que no son resistentes a arco pueden abrirse, incluso si están correctamente cerradas y selladas. Esto podría aumentar la exposición de las personas a los efectos del fallo con arco, tal vez hasta excediendo los recursos de los EPI, exponiendo a las personas al riesgo de la energía de eyección de una puerta.

Cuidado que compensa

Todos los usuarios de los equipos de control eléctricos son responsables de realizar evaluaciones de riesgo para identificar los riesgos de eventos de arco eléctrico, definir los niveles de energía potencial incidente de arco y determinar el nivel obligatorio del uso de los EPI.
Finalmente, la mejor prevención contra la exposición a un fallo que genera un arco eléctrico es un programa de seguridad que cumpla con la norma NFPA 70E y adopte equipos de control resistentes a arco. Con los avances en la tecnología de control y protección resistente a arco, los usuarios pueden minimizar los riesgos con mayor facilidad.

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