Las tensiones superiores a 50 V aplicadas a través de la piel humana seca e intacta pueden provocar fibrilación cardíaca si producen corrientes eléctricas en los tejidos corporales que pasan por la zona del pecho. La tensión a la que existe peligro de electrocución depende de la conductividad eléctrica de la piel humana seca. Los tejidos humanos vivos pueden estar protegidos de daños por las características aislantes de la piel seca hasta unos 50 voltios. Si la misma piel se moja, si hay heridas o si el voltaje se aplica a electrodos que penetran en la piel, entonces incluso las fuentes de voltaje inferiores a 40 V pueden ser letales.
El contacto accidental con cualquier voltaje alto que suministre suficiente energía puede provocar lesiones graves o la muerte. Esto puede ocurrir cuando el cuerpo de una persona proporciona una vía para el flujo de corriente, causando daños en los tejidos y fallos cardíacos. Otras lesiones pueden ser quemaduras por el arco generado por el contacto accidental. Estas quemaduras pueden ser especialmente peligrosas si se ven afectadas las vías respiratorias de la víctima. También se pueden sufrir lesiones como resultado de las fuerzas físicas que experimentan las personas que caen desde una gran altura o son lanzadas a una distancia considerable.
La exposición de baja energía a la alta tensión puede ser inofensiva, como la chispa producida en un clima seco al tocar el pomo de una puerta después de caminar por un suelo enmoquetado. El voltaje puede estar en el rango de los mil voltios, pero la corriente media es baja.
Las precauciones estándar para evitar lesiones incluyen trabajar en condiciones que eviten que la energía eléctrica fluya a través del cuerpo, particularmente a través de la región del corazón, como entre los brazos, o entre un brazo y una pierna. La electricidad puede fluir entre dos conductores en equipos de alta tensión y el cuerpo puede completar el circuito. Para evitar que esto ocurra, el trabajador debe llevar ropa aislante, como guantes de goma, utilizar herramientas aisladas y evitar tocar el equipo con más de una mano a la vez. La corriente eléctrica también puede fluir entre el equipo y la toma de tierra. Para evitarlo, el trabajador debe colocarse sobre una superficie aislada, como por ejemplo sobre alfombras de goma. Los equipos de seguridad se prueban regularmente para garantizar que siguen protegiendo al usuario. Las normas de ensayo varían según el país. Las empresas de pruebas pueden realizar pruebas de hasta 300.000 voltios y ofrecen servicios que van desde las pruebas con guantes hasta las pruebas con plataformas de trabajo elevadas (o EWP).
DistribuciónEditar
El contacto o la aproximación a los conductores de las líneas supone un peligro de electrocución. El contacto con los cables aéreos puede provocar lesiones o la muerte. Las escaleras metálicas, los equipos agrícolas, los mástiles de los barcos, la maquinaria de construcción, las antenas aéreas y otros objetos similares suelen entrar en contacto fatal con los cables aéreos. Las personas no autorizadas que se suben a las torres de alta tensión o a los aparatos eléctricos también suelen ser víctimas de electrocución. Con tensiones de transmisión muy altas, incluso una aproximación puede ser peligrosa, ya que la alta tensión puede formar un arco a través de un espacio de aire significativo.
Cavar en un cable enterrado también puede ser peligroso para los trabajadores en un sitio de excavación. Los equipos de excavación (ya sean herramientas manuales o accionadas por máquinas) que entran en contacto con un cable enterrado pueden energizar las tuberías o el suelo de la zona, provocando la electrocución de los trabajadores cercanos. Un fallo en una línea de transmisión de alta tensión o en una subestación puede dar lugar a corrientes elevadas que fluyan a lo largo de la superficie de la tierra, produciendo un aumento del potencial de tierra que también supone un peligro de descarga eléctrica.
En el caso de las líneas de transmisión de alta tensión y de muy alta tensión, el personal especialmente formado utiliza técnicas de «línea viva» para permitir el contacto manual con el equipo energizado. En este caso, el trabajador está conectado eléctricamente a la línea de alta tensión, pero completamente aislado de la tierra, de modo que se encuentra al mismo potencial eléctrico que el de la línea. Dado que la formación para este tipo de operaciones es larga y sigue suponiendo un peligro para el personal, sólo las líneas de transmisión muy importantes se someten a mantenimiento en tensión. Fuera de estas situaciones debidamente diseñadas, el aislamiento de la tierra no garantiza que no fluya la corriente a la tierra, ya que la conexión a tierra o el arco eléctrico pueden producirse de forma inesperada, y las corrientes de alta frecuencia pueden quemar incluso a una persona sin conexión a tierra. Tocar una antena de transmisión es peligroso por esta razón, y una bobina de Tesla de alta frecuencia puede sostener una chispa con un solo punto final.
Los equipos de protección de las líneas de transmisión de alta tensión normalmente evitan la formación de un arco no deseado, o aseguran que se apague en decenas de milisegundos. Los aparatos eléctricos que interrumpen los circuitos de alta tensión están diseñados para dirigir de forma segura el arco resultante de manera que se disipe sin daños. Los interruptores de alta tensión suelen utilizar una ráfaga de aire a alta presión, un gas dieléctrico especial (como el SF6 a presión) o la inmersión en aceite mineral para apagar el arco cuando se interrumpe el circuito de alta tensión.
El cableado de equipos como las máquinas de rayos X y los láseres requiere cuidado. La sección de alta tensión se mantiene físicamente alejada del lado de baja tensión para reducir la posibilidad de que se forme un arco entre ambos. Para evitar las pérdidas coronales, los conductores se mantienen lo más cortos posible y sin puntas afiladas. Si están aislados, el revestimiento de plástico debe estar libre de burbujas de aire que den lugar a descargas coronales dentro de las burbujas.
Generadores electrostáticosEditar
Un alto voltaje no es necesariamente peligroso si no puede suministrar una corriente sustancial. A pesar de que las máquinas electrostáticas, como los generadores de Van de Graaff y las máquinas de Wimshurst, producen voltajes que se acercan al millón de voltios, proporcionan una breve picadura. Esto se debe a que la corriente es baja, es decir, sólo se mueven relativamente pocos electrones. Estos dispositivos tienen una cantidad limitada de energía almacenada, por lo que la corriente media producida es baja y suele durar poco tiempo, con impulsos que alcanzan un máximo de 1 A durante un nanosegundo.
La descarga puede implicar un voltaje extremadamente alto durante periodos muy cortos, pero para producir una fibrilación cardíaca, una fuente de alimentación eléctrica debe producir una corriente significativa en el músculo cardíaco que continúe durante muchos milisegundos, y debe depositar una energía total del orden de al menos milijulios o superior. Por lo tanto, una corriente relativamente alta a más de unos cincuenta voltios puede ser médicamente significativa y potencialmente mortal.
Durante la descarga, estas máquinas aplican un alto voltaje al cuerpo durante sólo una millonésima de segundo o menos. Por lo tanto, se aplica una corriente baja durante un tiempo muy corto, y el número de electrones implicados es muy pequeño.
Bobinas de TeslaEditar
A pesar de que las bobinas de Tesla parecen superficialmente similares a los generadores de Van de Graaff, no son máquinas electrostáticas y pueden producir continuamente importantes corrientes de radiofrecuencia. La corriente suministrada a un cuerpo humano será relativamente constante mientras se mantenga el contacto, a diferencia de lo que ocurre con las máquinas electrostáticas, que generalmente tardan más en acumular cargas, y la tensión será mucho mayor que la tensión de ruptura de la piel humana. Como consecuencia, la salida de una bobina de Tesla puede ser peligrosa o incluso mortal.
Peligro de arco eléctricoEditar
Dependiendo de la corriente de cortocircuito prospectiva disponible en una línea de conmutación, se presenta un peligro para el personal de mantenimiento y de operación debido a la posibilidad de un arco eléctrico de alta intensidad. La temperatura máxima de un arco puede superar los 10.000 kelvins, y el calor radiante, la expansión del aire caliente y la vaporización explosiva del metal y el material aislante pueden causar lesiones graves a los trabajadores sin protección. Estas líneas de conmutación y las fuentes de arco de alta energía suelen estar presentes en las subestaciones y estaciones generadoras de energía eléctrica, las plantas industriales y los grandes edificios comerciales. En los Estados Unidos, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios, ha publicado una norma directriz NFPA 70E para evaluar y calcular el riesgo de arco eléctrico, y proporciona normas para la ropa de protección requerida para los trabajadores eléctricos expuestos a tales riesgos en el lugar de trabajo.
Peligro de explosiónEditar
Incluso tensiones insuficientes para descomponer el aire pueden suministrar energía suficiente para encender atmósferas que contengan gases o vapores inflamables, o polvo en suspensión. Por ejemplo, el gas hidrógeno, el gas natural o el vapor de gasolina mezclado con el aire pueden encenderse por las chispas producidas por los aparatos eléctricos. Ejemplos de instalaciones industriales con zonas peligrosas son las refinerías petroquímicas, las plantas químicas, los elevadores de grano y las minas de carbón.
Las medidas adoptadas para prevenir tales explosiones incluyen:
- Seguridad intrínseca mediante el uso de aparatos diseñados para no acumular suficiente energía eléctrica almacenada como para desencadenar una explosión
- Seguridad aumentada, que se aplica a los dispositivos que utilizan medidas como recintos llenos de aceite para evitar las chispas
- Recintos a prueba de explosiones (ignífugos), que están diseñadas para que una explosión dentro de la caja no pueda escapar y encender una atmósfera explosiva circundante (esta designación no implica que el aparato pueda sobrevivir a una explosión interna o externa)
En los últimos años, las normas de protección contra riesgos de explosión se han vuelto más uniformes entre la práctica europea y la norteamericana. El sistema de clasificación de «zonas» se utiliza ahora de forma modificada en el Código Eléctrico Nacional de Estados Unidos y en el Código Eléctrico de Canadá. Los aparatos de seguridad intrínseca están ahora aprobados para su uso en aplicaciones norteamericanas.
Gases tóxicosEditar
Las descargas eléctricas, incluidas las descargas parciales y la corona, pueden producir pequeñas cantidades de gases tóxicos, que en un espacio confinado pueden ser un peligro para la salud. Estos gases incluyen oxidantes como el ozono y varios óxidos de nitrógeno. Se identifican fácilmente por su olor o color característicos, por lo que se puede minimizar el tiempo de contacto. El óxido nítrico es invisible pero tiene un olor dulce. Se oxida a dióxido de nitrógeno en pocos minutos, que tiene un color amarillo o marrón rojizo dependiendo de la concentración y huele a gas de cloro como una piscina. El ozono es invisible pero tiene un olor penetrante como el del aire después de una tormenta eléctrica. Es una especie de vida corta y la mitad se descompone en O
2 en el plazo de un día a temperaturas y presión atmosférica normales.
RayosEditar
Los peligros debidos a los rayos incluyen, obviamente, el impacto directo sobre personas o bienes. Sin embargo, los rayos también pueden crear peligrosos gradientes de tensión en la tierra, así como un pulso electromagnético, y pueden cargar objetos metálicos extendidos, como cables telefónicos, vallas y tuberías, con tensiones peligrosas que pueden ser transportadas a muchos kilómetros del lugar del impacto. Aunque muchos de estos objetos no son normalmente conductores, una tensión muy alta puede provocar la ruptura eléctrica de estos aislantes, haciendo que actúen como conductores. Estos potenciales transferidos son peligrosos para las personas, el ganado y los aparatos electrónicos. Los rayos también provocan incendios y explosiones que causan muertes, lesiones y daños materiales. Por ejemplo, cada año en Norteamérica, miles de incendios forestales se inician por la caída de rayos.
Las medidas para controlar los rayos pueden mitigar el peligro; entre ellas se encuentran los pararrayos, los cables de protección y la unión de las partes eléctricas y estructurales de los edificios para formar un recinto continuo.