Tema 6. Seguridad Electrica

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA

AREA DE CIENCIAS DE LA SALUD PROGRAMA DE INGENIERIA BIOMEDICA

SEGURIDAD HOSPITALARIA

TEMA VI:

SEGURIDAD ELECTRICA

Prof. Ing. Charly Colagiacomo

Consiste en la reduccin del riesgo de los efectos nocivos que puedan darse por la aplicacin de una determinada tcnica que involucre la utilizacin de equipos mdicos y elctricos o trabajos expuestos a la misma.

Seguridad Elctrica

Energa: Capacidad de un cuerpo o sistema para realizar un trabajo.

Potencia Elctrica: cantidad de energa elctrica o trabajo que se transporta o que se consume en una determinada unidad de tiempo.

Resistencia: Cualidad de un material de oponerse al paso de la corriente elctrica.

Circuito: Trayecto o ruta de una corriente elctrica, formado por conductores que transportan energa.

Corriente o Intensidad Elctrica: Es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material.

Trminos Bsicos

Los riesgos elctricos son fundamentalmente de cuatro tipos:

Choque elctrico por paso de la corriente por el cuerpo.

Quemaduras por choque elctrico, o por arco elctrico.

Cadas o golpes como consecuencia de choque o arco elctrico.

Incendios o explosiones originados por la electricidad.

Riesgo Elctrico

La posibilidad de que una persona sufra un determinado dao originado por el uso de

la energa elctrica.

Cdigo de Colores del Cableado Elctrico

Los cables de colores no responden a un asunto esttico. El color es un cdigo, que indica su uso especfico, por ello tambin es recomendable utilizar cinta aisladora de igual color que el cable, por prevencin.

Si se considera al cuerpo humano como un conductor de

corriente elctrica, ste estar regido por la Ley de Ohm, la cual establece que:

intensidad de corriente que circula entre dos puntos de un circuito elctrico es directamente proporcional a la tensin elctrica entre dichos puntos.

Ley de Ohm : I=V/R

Efectos de la Corriente Sobre el Cuerpo Humano

Para que la electricidad produzca efectos en el organismo, el cuerpo humano debe convertirse en parte de un circuito elctrico y deben existir al menos dos conexiones entre el cuerpo y una fuente de alimentacin o tensin externa.

La magnitud de la corriente depende de la diferencia de potencial entre las conexiones y de la resistencia elctrica del cuerpo.


Los efectos que la corriente elctrica produce sobre el cuerpo

humano dependen fundamentalmente de los siguientes

parmetros: magnitud de la corriente que circula por el tejido,

frecuencia, tiempo de exposicin a la corriente elctrica, zona

por la que circula (superficie o tejido interno).

La gravedad del dao producido depender tambin del rgano afectado

Lesiones que provoca el paso de la corriente por el cuerpo


Efectos Dependientes de la Intensidad de Corriente

Umbral de percepcin: 2mA - 10mA Corriente de retiro (let go): Desde 9.5 mA. Parlisis Respiratoria, Dolor, Fatiga: En el

rango de 18mA - 22mA. Fibrilacin Ventricular: 75mA - 400mA Contraccin sostenida del Msculo Cardiaco: 1A - 6A. Esta es una

condicin reversible Quemaduras y dao fsico: > 10A

Es la resistencia que tiene el cuerpo humano al paso de la corriente elctrica.

La impedancia del cuerpo humano depende de:

Tensin de contacto.

Condiciones de humedad de la piel.

Frecuencia de la corriente.

Condiciones del contacto: Presin y rea de Contacto

Trayectoria de la corriente por el cuerpo.

Condiciones fisiolgicas de la persona.

Impedancia del Cuerpo Humano

Limite de Seguridad de la Tensin de Contacto:

Se define como el valor mximo de la tensin de contacto que se admite que puede mantenerse indefinidamente en condiciones dadas

Estado seco: 50 V

Estado mojado: 25 V

Estado inmerso en agua: 12 V

Tiempos mximos de seguridad:

Cuando la tensin de contacto supera la tensin de contacto lmite de seguridad, para cada tensin de contacto y en las condiciones dadas se define el tiempo mximo al que el cuerpo humano puede estar sometido a esa tensin.

MACROSHOCK Se define como El efecto que produce una corriente que entra y sale del cuerpo por la superficie de la piel. Se toma como lmite de seguridad 10 mA

Riesgo de Macroshock

MICROSHOCK se refiere a aquellos casos en los que al tener un catter conectado al corazn, una pequea corriente puede ocasionar grandes daos al paciente e incluso la muerte.

Riesgo de Microshock

El lmite de seguridad es de 10 A. Una corriente de 20 A puede ser fatal, causando una fibrilacin ventricular.

Tipos de Contactos Elctricos

Contacto Directo: Es el contacto con conductores activos de una instalacin elctrica.

Sntomas de Accidente por Contacto Directo

Accidentes por Contacto Directo

Contacto Indirecto: Se puede causar por fallas de aislamiento, falta o deficiencia en su mantenimiento o por la ausencia de puestas a tierra.

Tipos de Contactos Elctricos

Accidentes por Contacto Indirecto

Golpes contra Objetos, Cadas. Etc.

Quemaduras

Lesiones

Qu es un Sistema de Puesta a Tierra?

Es toda la unin metlica directa, sin fusible ni proteccin alguna, de seccin suficiente, entre determinados elementos o partes de una instalacin y un electrodo grupo de electrodos enterrados en el suelo, con objetivo de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie prxima del terreno no existan diferencias de potencial peligrosas y que al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de falla o de las descargas de origen atmosfrico

Sistemas de Puesta a Tierra


Las tensiones por contacto indirecto son originadas en las estructuras metlicas de los equipos elctricos, cuando un conductor o terminal energizado, ante la prdida de aislacin, establece contacto con la estructura, energizndola.


Con la puesta a tierra se busca que las corrientes de falla a tierra encuentren un camino ms fcil, que el que ofrecera el cuerpo de una persona que tocara la carcasa metlica bajo tensin.

De esta manera, como la red de tierra tiene una resistencia mucho menor que la del cuerpo humano, la corriente de falla circular por la red de tierra, en vez de hacerlo por el cuerpo de la persona.


Electrodos de puesta a tierra. Barrajes o conductores equipotenciales. Conductores de enlace. Puentes de conexin equipotencial. Conectores y/o soldaduras.

Sistemas de Puesta a Tierra Electrodos Naturaleza de los electrodos: Artificiales: establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra Naturales: las masas metlicas que puedan existir enterradas.

Tipos de Electrodos Artificiales: Simple En paralelo Malla Plato


Condiciones de instalacin Nunca a una profundidad menor a 50 cm Protegidos de heladas y labores del terreno De material no corrosible En terreno tan hmedo como sea posible, vegetal preferiblemente Fuera del paso de personas y vehculos


Depender generalmente de la resistividad elctrica del terreno y de las dificultades de instalacin para conseguir una baja resistencia de contacto a tierra. Generalmente se hace con jabalinas enterradas verticalmente en el terreno, de 1,5 a 3 metros de longitud Los mtodos son laboriosos y poco exactos, por lo que en la prctica se hace un clculo estimativo previo y luego se mide la resistencia de toma a tierra realizada con un telurmetro. Si an es grande se coloca una o ms jabalinas adicionales hasta lograr el valor deseado


Como en algunos casos existen elementos de metal enterrado, conductos de agua subterrneos, etctera; que pueden distorsionar las mediciones, se recomienda realizar varios ensayos con diferentes orientaciones entre s. La base de un buen sistema de puesta a tierra comienza con la seleccin del mejor lugar de emplazamiento y el ensayo del suelo. Finalmente se recomienda realizar controles peridicos para detectar cambios en los valores correspondientes.


Los Equipos mdicos en general presentan sensibilidad a los cambios bruscos en las condiciones de operacin, como por ejemplo las perturbaciones en la alimentacin elctrica o a los fenmenos elctricos transitorios que se presentan o inducen en los sistemas interconectados.


La proteccin elctrica y electrnica tiene dos componentes fundamentales, que son: los equipos protectores (pararrayos, filtros, supresores, TVSS, Va de Chispas, etc.) y el sistema dispersor o Sistema de Puesta a Tierra (SPAT), entendindose este como el pozo infinito donde ingresan corrientes de falla o transitorios y no tienen retorno porque van a una masa neutra y son realmente dispersados.

Tomacorriente Grado Hospitalario

Tienen como caracterstica principal, que los contactos son diseados de tal manera que tienen una fuerza superior a cualquier otro toma, estos contactos permiten sujetar el enchufe para que no se suelte con facilidad.

Este tipo de tomas se usa sobre todo en hospitales, sin embargo, se puede utilizar en cualquier aplicacin donde se requiera fuerza en el agarre del enchufe.

Otra caracterstica importante, es que son diseados para resistir impactos.

Se reconocen con facilidad por tener al frente del mismo, un punto de color verde.

Corrientes de Fuga

Corriente de fuga a tierra: Corriente que circula desde la Parte Conectada a la Red a la Tierra De Proteccin o a travs del Aislamiento.

Corrientes de Fuga

Corriente de fuga a travs de la Envoltura (Caja): Corriente que circula desde la Envoltura al Operador o al Paciente en uso normal del equipo, a travs de un camino externo diferente al del Conductor De Proteccin De Tierra o a otra parte de la Envoltura.

Corrientes de Fuga

Corriente de fuga de Paciente: Corriente que circula desde las Partes Aplicables a Tierra a travs del Paciente.

Corrientes de Fuga

Corriente Auxiliar de Paciente: Corriente que circula entre las Partes Aplicables a travs del Paciente, en condiciones normales de uso, y que no estn destinadas a producir efectos fisiolgicos.

Segn el tipo de Proteccin: Equipo de clase I: Aquellos equipos en los que la proteccin no

se obtiene slo del aislamiento bsico, sino que se incluyen precauciones auxiliares, de forma que se dispone de una conexin de las partes conductoras accesibles al conductor de tierra de forma permanente, para que no puedan estar a tensin elevada en caso de fallo de aislamiento.

Equipo de clase II: Aquellos en los que la proteccin no recae slo sobre el aislamiento bsico, sino que se dispone de un doble aislamiento o aislamiento reforzado, no existiendo provisin de una puesta a tierra de seguridad. Existen tres tipos generales de equipos de esta clase: los que incorporan una cubierta aislante, los de cubierta metlica y los mixtos

Equipo de clase III: Aquellos equipos en los que la proteccin se basa en alimentar a tensiones muy bajas de seguridad, no generndose tensiones mayores que sta en el equipo.

Clasificacin de los Equipos Mdicos

Segn el grado de proteccin contra descargas elctricas Equipo de Tipo B: Son todos aquellos equipos de las clases I, II, III o

con alimentacin interna que provean un adecuado grado de proteccin respecto a corrientes de fugas. Todos aquellos equipos de uso mdico que no tengan una parte directamente aplicada al paciente.

Equipo de Tipo BF: Aquellos de tipo B con la entrada o parte aplicada al paciente mediante circuitos flotantes. Todos aquellos equipos que tengan una parte aplicada al paciente.

Equipo de Tipo CF: Aquellos equipos de las clases I, II o alimentados internamente que permitan un alto grado de proteccin en relacin con corrientes de fugas y con entrada flotante. Todos aquellos en que se pueda establecer un camino directo al corazn del paciente.

Tipo H: Aquellos de las clases I, II, III o alimentados internamente que provean proteccin frente a descargas elctricas comparables a las que se obtienen en los electrodomsticos.

Clasificacin de los Equipos Mdicos

Equipos alimentados por fuente externa

Los equipos especificados para ser alimentados mediante una fuente de alimentacin externa de corriente continua (ej: ambulancias), no debern presentar ningn riesgo de seguridad cuando se realice una conexin con la polaridad equivocada.

Equipos alimentados internamente

Los equipos alimentados internamente previstos para ser conectados a una red de alimentacin debern cumplir los requisitos para equipos de clase I o equipos de clase II mientras estn conectados.

Alimentacin

Limitacin de tensin o energa Los equipos destinados a ser conectados a una red de

alimentacin mediante una clavija debern ser diseados de tal forma que despus de 1 segundo de la desconexin de la clavija de tensin entre los contactos de la clavija y entre cualquier contacto y la envolvente no excedan de 60 voltios.

Habr equipos que permanezcan con carga despus de haber sido desconectadas (grandes acumulaciones de condensadores). Si la descarga automtica no es razonablemente posible y, las cubiertas de acceso pueden ser retiradas nicamente mediante el uso de una herramienta, es aceptable que se incluya un dispositivo que permita la descarga normal, o los condensadores o los circuitos a los que se conectan debern ir marcados.

La medicin de la corriente de fuga de la envolvente de los equipos de Clase I se deber realizar solamente:

A tierra desde cada parte si existe de la envolvente no conectada a una toma de tierra de proteccin.

Entre partes de la envolvente no conectadas a una toma de tierra de proteccin, si es que existen.

La corriente de fuga de paciente deber ser medida: En equipos de Tipo B, desde todas las conexiones de paciente

conectadas entre s o con las partes aplicables cargadas de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

En equipos de Tipo BF, desde y hacia todas las conexiones de paciente de cada funcin de la parte aplicable conectadas entre s o con las partes aplicables cargadas de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

En equipos de tipo CF, desde y hacia cada conexin de paciente por turno.

Sistemas Equipotenciales

Se debe comprobar que las tierras de 2 tomacorrientes contiguos

se encuentren al mismo potencial. Los voltajes mximos

permitidos entre 2 tomacorrientes contiguos en la vecindad de

un paciente se especifican como sigue:

a) reas de Cuidado General: 500mV

b) reas de Cuidado Crtico: 100mV

En ambos casos se los especifica bajo condiciones normales de

operacin.

Sistemas Equipotenciales

Las tcnicas de seguridad elctrica exigen que todos los tomacorrientes de un mismo ambiente estn referenciados a la misma tierra pero independiente de los otros ambientes contiguos. De esta forma se construye una configuracin llamada copo de nieve, y se evitan los lazos de tierra.

Transformadores de Aislamiento

Son transformadores con relacin 1:1 entre sus devanados primario y secundario. Esto quiere decir que ambos bobinados tienen la misma cantidad de espiras (o vueltas, de alambre conductor), por tanto el bobinado secundario entregar el mismo voltaje de AC (corriente alterna) que se aplique al primario, sin existir una conexin elctrica entre el bobinado primario y el secundario.

Se emplean en reas quirrgicas y de cuidado crtico, como medida de seguridad, cuando se requiere alimentar un aparato (elctrico o electrnico) desde la red elctrica, pero sin que exista conexin directa con ella, para proteger la integridad fsica de quienes deban entrar en contacto con sus circuitos.

Transformadores de Aislamiento

Al colocar un transformador aislador, entre la red elctrica y el aparato o circuito que se est manipulando, este recibir el mismo voltaje requerido para su funcionamiento pero estar aislado de la diferencia de potencial existente entre la lnea de distribucin elctrica y tierra, evitando de esa manera, el peligro de sufrir una descarga al entrar en contacto con el.

Los pisos conductivos son los que se encargan de la eliminacin de la esttica del cuerpo, este es usado principalmente en reas blancas (reas de quirfano) donde el manejar estas cargas puede ser muy peligroso para los pacientes.

Pisos Conductivos

Pisos Conductivos

La presencia de carga esttica puede daar equipos electrnicos de precisin, como los ocupados en salas de computacin, laboratorios, quirfanos, etc. Para solucionar este problema existen sistemas de revestimientos para pisos capaces de drenar y/o disipar cargas de electricidad esttica mediante una conexin a tierra. Segn su resistencia, estos se clasifican en: Pisos conductivos, con una resistencia entre 2,5 x 104 a 1 x 106 Ohms por cada 3 pies, capaces de drenar 5.000 volts a cero en 0,05 segundos Pisos disipadores, con una resistencia entre 1 x 106 y 1 x 109 Ohms, capaces de drenar los mismos 5.000 volts en un tiempo mayor: 0,2 segundos.

Se utilizan principalmente en reas donde existan aparatos de cmputo o reas con aparatos de sistemas electrnicos delicados, como en hospitales, y ensamble de equipo. As como en reas de almacenamiento de solventes, entre otros.

Es indispensable reducir riesgos de explosin.

El sistema obtiene rangos de resistividad de 1x105 a 1x1010

Pisos Conductivos

Pisos Conductivos

Los pisos y pavimentos conductivos son aquellos que permiten evacuar o disipar la tensin esttica acumulada para que sta sea inferior a 20 kilovoltios y en consecuencia se elimine el riesgo de chispa.

Campos de Aplicacin Quirfanos Salas informticas reas de radiologa

Pisos Conductivos

Un piso disipador tiene mayor resistencia elctrica que un piso conductor de esttica. Esto los hace recomendables para ambientes en que se trabaja con alto voltaje, y plantas donde se fabrican o ensamblan componentes electrnicos.

PISOS DISIPADORES

Documents

Tema 6. Seguridad Electrica