Botas dielectricas
- 1. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE BOTAS DIELECTRICAS En el caso de la protección de pies y piernas frente a riesgos eléctricos, nos encontramos a menudo con una serie de mitos y creencias entre los consumidores que pueden dar lugar a confusiones o errores de prescripción que lleguen incluso a provocar riesgos adicionales para los usuarios. Esto se ha producido, por una parte, por la inercia conceptual heredada de las anteriores normas de homologación española MT en lo referido al calzado dieléctrico y, por otra, por el vacío normativo CE que hemos sufrido durante casi 10 años y la controversia creada por los requisitos exigidos en la norma de calzado aislante. Vamos a tratar de dar un poco de luz al asunto dando un repaso a los principales conceptos, la normativa vigente y los productos del mercado. UN PLANTEAMIENTO COMPLEJO: La corriente eléctrica desde el punto de vista de la protección es muy compleja. No por ella en sí misma, sino por la dificultad que existe al tratar de prever los riesgos que pueden surgir ya que los parámetros que intervienen en la escena son muy numerosos. Por ello, la eliminación de riesgo, en este caso la eliminación de la electricidad del circuito antes de realizar cualquier trabajo eléctrico es obligatorio y fundamental, cosa que todo electricista “sabe”. Cuando trabajamos con la electricidad, la forma en que puede afectar a un trabajador en caso de accidente depende de la intensidad de corriente y del tiempo de contacto fundamentalmente, pero también de la tensión, la frecuencia, de la humedad de la piel, del trayecto de la corriente, de la dureza de la epidermis, de la superficie y presión de contacto, de la zona del cuerpo humano de contacto, de la temperatura del cuerpo humano, de la tasa de alcohol de la sangre, de la resistencia eléctrica del material de contacto entre el cuerpo y el foco eléctrico, de la humedad ambiental del local, de la resistencia eléctrica del calzado, de la resistencia eléctrica del suelo, etc. Además no sólo nos puede afectar al tocar un foco eléctrico vivo como en los trabajos con la electricidad, sino también nos podemos encontrar con corrientes de fuga y
- 2. corrientes estáticas producidas por aparatos eléctricos posiblemente sin las tomas a tierra adecuadas. Estas corrientes estáticas no son en principio perjudiciales ni peligrosas para los trabajadores, son sobre todo molestas por los pequeños arcos voltaicos que provocan. En ciertos entornos de trabajo estas pequeñas chispas sí pueden ser peligrosas y tomadas en consideración como veremos más adelante. Todos las hemos experimentado en alguna ocasión al tocar una estructura metálica, el coche o quitarnos una camiseta de fibra sintética. Según la Ley de Ohm, Tensión (voltios) = Resistencia (ohmios) x Intensidad (amperios). Para una resistencia determinada del cuerpo humano, la intensidad será mayor cuanto mayor sea la tensión aplicada. Si para esa misma tensión lo que hacemos es incrementar la resistencia, la intensidad de corriente de paso será menor. En un accidente eléctrico lo que realmente daña al cuerpo humano es la intensidad de corriente que pasa por él, no la tensión. Una corriente de 80mA puede producir la muerte por fibrilación ventricular. Por lo tanto, para limitar el riesgo de paso de intensidad de corriente la estrategia de prevención consistirá en incrementar la resistencia eléctrica del cuerpo humano mediante el uso de una combinación de EPI adecuada, como por ejemplo botas, guantes, pértigas, banquetas o alfombrillas todos ellos aislantes. En lo referente al calzado de seguridad, deberemos identificar claramente, y sin ningún género de dudas, si el riesgo del que queremos proteger al trabajador se solventaevitando el paso de corriente (intensidad) a través el cuerpo humano mediante el aislamiento del suelo para que no se cierre el circuito o precisamente al contrario,conduciendo la corriente por el cuerpo humano y descargándola a tierra. Debido a que ambos conceptos son completamente antagónicos, es muy importante la clara diferenciación de estos dos grupos de calzados y su uso, para no introducir riesgos adicionales al usuario: Grupo de los AISLANTES: Los calzados destinados a proteger al usuario en trabajos con la electricidad deberán presentar una gran resistencia eléctricapara evitar que la corriente circule a través del cuerpo humano. O sea, deben seraislantes de la electricidad. Los calzados de este grupo protegen al usuario de un riesgo de muerte y por lo tanto son EPI de Categoría III con vigilancia de la producción. Esta vigilancia es realizada por un Organismo Europeo Notificado cuyo número de identificación se indicará en el marcado CE del calzado.
- 3. Pueden existir dos tipos de certificaciones: o Con la norma adicional de calzado aislante de baja tensión UNE EN 50321:2000 para los calzados de seguridad, protección y uso profesional certificados según la normas UNE EN ISO 20344/5/6/7:2005 y calzados de bombero según la norma UNE EN 15090:2007, símbolo “I”. Esta norma identifica dos clases de protección y el marcado CE incluye un pictograma con forma de dos triángulos: La clase “00” para instalaciones con tensión nominal inferior a 500Vac con pictograma de triángulos en color marrón y la clase “0” para tensión nominal inferior a 1.000Vac con pictograma de triángulos en color rojo. o Ensayo opcional de calzado de alto aislamiento eléctrico “IS” dentro de la norma de bombero UNE EN 15090:2007. Debe presentar una resistencia eléctrica superior al 1.000MOhm en seco y en húmedo. Grupo de los CONDUCTORES y ANTIESTÁTICOS: Los calzados no destinados a trabajos con la electricidad pero que sí deben disipar corrientes estáticas, deberán presentar una baja resistencia eléctrica para favorecer que la corriente circule a través del cuerpo humano y se descargue a tierra. O sea, deben ser conductores o antiestáticos. Estos calzados son EPI de Categoría II.
- 4. Norma EN 50321: Calzado aislante de baja tensión. Es una norma adicional para el calzado de seguridad, protección y trabajo de uso profesional certificado según la normas UNE EN ISO 20345, 20346 y 20347 y para el calzado de bombero certificado según la norma UNE EN 15090, se marca con el símbolo “I”. Esta norma identifica dos clases de protección y el marcado obligatorio incluye un pictograma con forma de dos triángulos: Clase “00”: Para instalaciones con tensión nominal inferior a 500 Vac, se marca con pictograma de triángulos de color marrón. Clase “0”: Para tensión nominal inferior a 1.000 Vac, se marca con pictograma de triángulos en color rojo. La norma no excluye la incorporación de elementos metálicos en el calzado, por lo que puede disponer de puntera o plantilla de acero u otros elementos metálicos y cumplir los requisitos necesarios. La norma EN 50321 tiene unos requerimientos tan elevados que solo puede encontrarse calzado conforme a ella de Clase II, botas de agua de caucho o materiales poliméricos, la dificultad estriba en que el requerimiento obligatorio de permeabilidad al vapor de agua o transpirabilidad de la piel resulta incompatible en la práctica con los ensayos de choque eléctrico que se realizan en húmedo.
- 5. Los ensayos son: o Ensayo opcional de calzado antiestático “A” para los calzados de seguridad, protección y uso profesional certificados según la normas UNE EN ISO 20344/5/6/7:2005. Presentan una resistencia eléctrica entre 0,1 y 1.000MOhm. Es el ensayo más común para eliminar las chispas estáticas en los entornos laborales. o Ensayo opcional de calzado conductor “C” para los mismos calzados y normas anteriores. Presentan una resistencia eléctrica inferior a 0,1MOhm. Al presentar una resistencia ínfima, será mas adecuado para
- 6. los trabajos en los que la producción de chispas electrostáticas es crítica, como en entornos explosivos, altamente inflamables, pirotecnia, etc. o Calzados ESD (ElectroStatic Discharge) según los requisitos IEC EN 61340-5-1 destinados a ser utilizados de manera complementaria a otros equipos dentro de Áreas de Protección Electrostática (EPA). Estos entornos de trabajo se dan en la fabricación de circuitos electrónicos en los que la electricidad estática puede causar desperfectos en los mismos. Los suelos, ropa, herramientas, mesas, maquinaria, ambiente, etc. de estas áreas también son ESD. Los equipos ESD incorporan un icono identificativo de color amarillo y negro. Es un caso particular de calzado antiestático “A” de baja resistencia. PRUEBAS PRIMARIAS A CALZADO DE PROTECCIÓN Resistencia a la Tensión y Corriente de Fuga (Dieléctrica) NOM-113-STPS-09 ASTM F2412:2005 NRF-008-PEMEX-2007 NRF-034-CFE-2005 Determinación de la estanquidad (Botas de hule o PVC) ISO 20344:2004 NRF-056-PEMEX-2006 Conductividad Eléctrica (calzado conductor o antiestático) ASTM F2412:2005 Resistencia El Húmedas NOM-113-STPS-09 ISO 20344:2004 Determinación del aislamiento al calor o al frio ISO 20344:2004 Resistencia a la perforación ISO 20344:2004 NRF-008-PEMEX-2007 NRF-056-PEMEX-2006 Elementos de construcción Método Interno
- 7. Ensayos Dieléctricos. Generalidades. Se realizará a una temperatura de 23° C ± 2° C. la elección de la naturaleza de la tensión (alterna o continua) será objeto de acuerdo previo entre fabricantes y clientes. Nota – Las equivalencias entre ensayos de corriente continua y corriente alterna están en estudio y consecuentemente los valores de la tensión de corriente continua están también en estudio. Para los ensayos de tipo o por muestreo, los guantes se acondicionarán para la absorción de humedad por inmersión en agua durante un período de 16 h ± 0,5 h. en los ensayos individuales no se exigirá tal acondicionamiento. Procedimiento de ensayo. Después del acondicionamiento, si es necesario, los guantes se rellenarán de agua corriente y se sumergen en un recipiente de agua hasta la profundidad que se indica en la tabla 3. El nivel de agua durante el ensayo deberá ser el mismo en el interior que en el exterior del guante. En ciertos tipos de guante (por ejemplo guante con revestimiento textil en los cuales el agua podría deteriorar la superficie exterior), podrán utilizarse bolas de acero inoxidable al níquel, de 4 mm de diámetro, en lugar de agua. El agua del interior del guante constituye un electrodo que se une a uno de los bornes de la fuente de tensión mediante una cadena o por un vástago deslizante sumergido en el agua. El segundo electrodo lo constituye el agua del recipiente, exterior al agua, y que se une directamente al otro borne de la fuente de tensión. El agua no contendrá burbujas o bolsas de aire y la parte superior del agua debe permanecer seca. El equipo de ensayo utilizado será capaz de suministrar una tensión creciente en forma uniforme, sin escalones. A este efecto se dispondrá de un equipo de regulación motorizado que permita un aumento progresivo de la tensión de ensayo. El equipo de ensayo estará protegido con un interruptor automático capaz de cortar rápidamente la corriente en caso de fallo de la probeta. Este interruptor automático estará diseñado para proteger el equipo de ensayo ante cualquier cortocircuito. Notas: 1. Se recomienda verificar y calibrar el equipo de ensayo al menos una vez al año. 2. Para eliminar el exceso de ozono y eventuales contorneos a lo largo del manguito, se aplicará una corriente de aire descendente, dirigida hacia la superficie del agua del recipiente. Tabla 3 Distancia de aislamiento de la parte abierta del guante al nivel del agua Distancia de Aislamiento para Ensayo
- 8. CLASE DE GUANTE TENSIÓN ALTERNA TENSIÓN CONTINUA Ensayo de tensión de prueba Ensayo de tensión soportada Ensayo de tensión de prueba Ensayo de tensión soportada 00 40 40 40 50 0 40 40 40 50 1 40 65 50 100 2 65 75 75 130 3 90 100 100 150 4 130 165 150 180 Notas: 1. Véase figura 7 para las distancias desde la parte abierta del guante al nivel del agua. 2. La tolerancia admisible para la distancia de aislamiento entre la parte abierta del guante y el nivel de agua es de ± 13 mm. 3. En caso de humedad alta (superior al 55%) de bajo tensión barométrica (inferior a 933 mbar; véase la Norma CEI 160), estas distancias de aislamiento pueden aumentarse a 25 mm como máximo. Indicadores de fallo. Los indicadores de fallo del guante, así como los circuitos auxiliares, deberán diseñarse para que proporcionen indicaciones positivas en caso de fallo. Procedimiento de ensayo en corriente alterna. La tensión alterna deseada podrá obtenerse fácilmente a partir de un transformador elevador alimentado por una fuente de baja tensión. El transformador y su equipo de control deberán estar diseñados para que, con la probeta de ensayo en el circuito, el factor de cresta de la tensión de ensayo (relación de la tensión máxima a su valor eficaz medio) no difiera más del 5% respecto a la de la onda sinusoidal con relación a la mitad superior de la gama de la tensión de ensayo. El control de la tensión puede asegurarse por uno de los medios siguientes: a) Regulación del campo del generador; b) Autotransformador con regulación en carga; c) Regulador de inducción. Nota – El equipo de control de la tensión no deberá ser la causa de una distorsión de la tensión y deberá tener una característica de tensión, aproximadamente proporcional al tiempo.
- 9. La medida del valor eficaz de la tensión de la onda sinusoidal real aplicada al guante se realiza por uno de los siguientes métodos: a) Voltímetro, utilizado en unión de un transformador de tensión calibrado, conectado directamente al circuito de alta tensión; b) Voltímetro electrolítico calibrado, conectado al circuito de alta tensión por un divisor capacitivo; c) Voltímetro unido al devanado terciario del transformador de ensayo, con la condición de que la relación de transformación asignada no cambie prácticamente con la carga; d) Voltímetro de alterna, conectado directamente al circuito de alta tensión en serie con las resistencias apropiadas. La precisión del dispositivo de medida de tensión debe ser del 2% del total de la escala. Nota – Únicamente puede utilizarse un voltímetro conectado al lado de baja tensión del transformador cuando haya podido determinarse con precisión la relación de transformación y ésta no cambia prácticamente con la carga. Puede utilizarse un explosor de esfera calibrado para verificar la exactitud de la tensión dad por el voltímetro. El factor de cresta puede controlarse con ayuda de un voltímetro de cresta conectado directamente al circuito de alta tensión o, si se utiliza un voltímetro electrostático o un voltímetro con un transformador de tensión conectado al circuito de alta tensión, puede controlarse con la ayuda de un explosor de esfera normalizada. La tensión correspondiente se compara con la lectura del voltímetro que proporciona la tensión eficaz (véase la Norma CEI 60 – 1). La medida de la corriente de fuga se realiza directamente conectando un miliamperímetro en serie con cada guante por separado. La lectura se tomará en la última fase del ensayo. Notas: 1) Habitualmente, tales ensayos se efectuarán con uno de los extremos del circuito puesto a tierra. Si los ensayos de corriente de prueba se efectúan uno por uno sobre los guantes del agua del recipiente se conecta normalmente al terminal de tierra del circuito de alta tensión. El miliamperímetro se conecta al extremo del circuito unido a l tierra, mediante un dispositivo de cortocircuito automático que mantiene el circuito cerrado, a excepción del momento de la lectura, asegurando una puesta a tierra permanente. 2) Cuando se efectúa el ensayo de corriente de prueba en varios guantes a la vez, el agua del recipiente se unirá al extremo de alta tensión del circuito si se prescribe que los electrodos del interior del guante vayan
- 10. a tierra. El amperímetro de lectura de corriente de ensayo se conecta al electrodo de tierra a través de un dispositivo que permita la lectura separada de la corriente de cada guante. 3) Si el amperímetro y la aparamenta de conexión están convenientemente aislados, éstos pueden utilizarse en el lado de alta tensión de los guantes y el agua del recipiente puede ser conectado a tierra. Ensayo de Tensión de Prueba. Ensayo individual y ensayo por muestreo. Cada guante soportará la tensión de prueba especificada en la tabla 4. Inicialmente, se aplica una tensión alterna y se aumenta progresivamente a razón aproximada de 1000 V/s hasta alcanzar la tensión de ensayo o se produzca el fallo. El ensayo se considera iniciado a partir del momento en que se alcance la tensión especificada. Para los ensayos de tipo y por muestreo se mantiene la tensión, durante 3 minutos. Para el ensayo individual se mantiene la tensión durante un minuto. Nota – Terminado el ensayo, antes de abrir el circuito, deberá reducirse la tensión aplicada a la mitad, salvo en el caso en que se produzca un fallo eléctrico. Corriente de fuga a la tensión de prueba. Ensayo de tipo, ensayo individual y ensayo por muestreo. Durante el ensayo, la corriente de fuga no debe sobrepasar los valores especificados en la tabla 4. Ensayo de tensión soportada. Ensayo de tipo y ensayo por muestreo. La tensión se aplicará como se indica en el apartado 6.4.2.1 hasta alcanzar la tensión mínima soportada de la tabla 4. Si no se produce perforación, el ensayo se considerará satisfactorio. Inmediatamente se reduce la tensión y se abre el circuito de ensayo. Si se produce contorneo, podrá aumentarse la distancia de aislamiento indicada en la tabla 3 (véase la nota 3 de la tabla 3). Procedimiento de ensayo de corriente continua. La tensión de ensayo se obtendrá de una fuente capaza de suministrar la tensión deseada. La componente de la ondulación alterna cresta a cresta que aparece sobre la tensión continua, no debe sobrepasar el 2% del valor medio en vacío. La tensión continua de prueba debe medirse por un procedimiento que proporcione el valor medio de la tensión aplicada al guante. Se recomienda medir esta tensión con la ayuda de un voltímetro de tensión continua, conectado en serie con resistencias apropiadas al circuito de alta tensión. El conjunto voltímetro – resistencias puede
- 11. sustituirse por un voltímetro electrostático de escala apropiada. La precisión del circuito de medida de tensión debe quedar dentro del 2% del total de la escala. Tabla 4 Tensión de prueba – Tensión soportada y corriente de fuga con acondicionamiento por absorción de humedad Clase de Guante Ensayo de Corriente Alterna Ensayo de Corriente Continua Tensión de Prueba (kV valor eficaz) Corriente de fuga (mA valor eficaz) Tensión mínima soportada (kV valor eficaz) Tensión de Prueba (kV valor medio) Tensión mínima soportada (kV valor medio)Longitud del Guante 270 mm 360 mm 410 mm 460 mm 00 2,5 12 14 N.a. N.a. 5 0 5 12 14 16 18 10 1 10 N.a. 14 16 18 20 2 20 N.a. 14 16 18 30 3 30 N.a. 14 16 18 40 4 40 N.a. N.a. 16 18 50 Notas 1. N.a. Significa no aplicable. 2. Para los ensayos individuales (para los que no es necesario un acondicionamiento de absorción de humedad) la corriente de fuga deberá reducirse a 2mA. 3. Los guantes que durante el ensayo proporcionen corrientes de fuga limitadas a los valores indicados en la tabla 4, durante su utilización práctica presentan valores de corriente de fuga muy inferiores al umbral de fibrilación cardiaca. En efecto, la superficie en contacto con el agua en los ensayos es muy superior a la corriente en la superficie de contacto con piezas en tensión en uso normal. Además la tensión de prueba es superior a la tensión máxima de utilización recomendada. Ensayo de tensión de prueba. Ensayo de tipo, ensayo individual y ensayo por muestreo.
- 12. Cada guante deberá soportar la tensión de prueba especificada en la tabla 4. Inicialmente se aplica una pequeña tensión y se aumenta progresivamente a razón de 3000 V/s, hasta alcanzar la tensión de ensayo especificada, o hasta que se produzca un fallo. El ensayo se considera iniciado a partir del momento en que se alcance la tensión especificada. Par los ensayos de tipo y por muestreo, se mantiene la tensión durante 3 minutos. Para los ensayos individuales la tensión se mantiene durante 1 minuto. Nota – Terminado el ensayo, antes de abrir el circuito de ensayo, deberá reducirse la tensión aplicada a la mitad, salvo en el caso en que se produzca fallo eléctrico. Ensayo de tensión soportada. Ensayo de tipo y ensayo por muestreo. La tensión continua se aplicará como se indica en el apartado 6.4.3.1, hasta alcanzar la tensión mínima soportada de la tabla 4. Si no se produce contorneo, podrá aumentarse la distancia de aislamiento indicada en la tabla 3 (véase nota 3 de la tabla 3). Ensayos de Envejecimiento. Ensayo de tipo y ensayo por muestreo. Se preparan 4 probetas suplementarias, tal como se indica en el apartado 6.3.2, y otras 3 como se indica en el apartado 6.3.4. Estas probetas se introducen, durante 168 horas, en una cámara a una temperatura de 70° C ± 2° C, y una humedad relativa inferior de 20% (véase la Norma CEI 212, atmósfera normal para calor seco). Se establecerá una ventilación en el interior de la cámara, de forma que asegure la remoción total del aire de 3 a 10 veces por hora. El aire que se introduce deberá alcanzar los 70° C ± 2° C antes de entrar en contacto con las probetas. No debe existir en el recinto elementos de cobre ni aleaciones de cobre. Se tomarán medidas para poder suspender las probetas, respetando una distancia mínima de 10 mm entre cada una de ellas, y de 50 mm entre las probetas y la pared del recinto. Al final del período de calentamiento, las probetas se sacan de la cámara y se dejan enfriar durante al menos 16 horas. Después de este tiempo se realizan los ensayos de resistencia y alargamiento a la rotura sobre 4 probetas, conforme al apartado 6.3.2 y los ensayos de deformación permanente sobre 3 probetas de acuerdo con el apartado 6.3.4. Los resultados obtenidos deberán corresponder a lo siguiente: - los valores de resistencia y alargamiento ala rotura no resultarán inferiores al 80% de los obtenidos sobre guantes no envejecidos. - El alargamiento permanente no debe resultar superior al 15%.