Un cortocircuito puede convertirse en un evento térmico de alta energía
Un arco eléctrico (Arc Flash) es una descarga eléctrica a través del aire entre conductores o entre un conductor y tierra. El evento puede liberar una gran cantidad de energía térmica en muy poco tiempo y exponer al personal que trabaja cerca de equipos energizados.
El riesgo no depende únicamente del nivel de tensión. Para evaluar la exposición es necesario considerar características del sistema como la corriente disponible, la configuración del equipo, la distancia de trabajo y el tiempo durante el cual permanece el arco. El estándar IEEE 1584-2018 proporciona modelos matemáticos específicamente desarrollados para calcular la energía incidente y la frontera de arco eléctrico.
¿Qué es un estudio de Arc Flash?
Un estudio de arco eléctrico analiza una instalación para determinar la energía térmica incidente a la que podría quedar expuesta una persona durante una falla por arco. Uno de sus resultados principales se expresa normalmente en:
Energía incidente [cal/cm2]
También permite determinar la frontera de arco eléctrico, es decir, una distancia asociada al nivel de exposición térmica producido por el evento. IEEE 1584-2018 contempla precisamente el cálculo de ambas variables para sistemas trifásicos de CA dentro de su ámbito de aplicación, que comprende tensiones nominales de 208 V a 15 kV.
¿Qué se analiza?
Corriente de cortocircuito
La corriente disponible en el punto de falla es uno de los datos necesarios para caracterizar el comportamiento del sistema durante un evento.
Tiempo de liberación
La duración del arco está relacionada con la actuación de fusibles, interruptores, relevadores y demás dispositivos de protección. Por ello, los ajustes y tiempos de operación de las protecciones son relevantes para evaluar el riesgo.
Distancia de trabajo
La energía que alcanza al trabajador depende de la distancia existente entre la persona y la fuente del arco. IEEE 1584 utiliza la distancia de trabajo como parte del cálculo de exposición.
Configuración del equipo
La geometría y configuración de los conductores y envolventes también intervienen en los modelos utilizados para estimar la energía incidente.
IEEE 1584: la base del cálculo
IEEE 1584-2018 es actualmente un estándar activo para realizar cálculos de peligro por arco eléctrico. Proporciona modelos para estimar:
Energía incidente + corriente de arco + frontera de arco eléctrico
Su alcance principal comprende sistemas eléctricos trifásicos de corriente alterna entre 208 V y 15 kV. El propio IEEE aclara que el documento no proporciona recomendaciones para seleccionar EPP, ni sustituye un estudio de coordinación de protecciones.
IEEE también publicó IEEE 1584.1-2022, que establece recomendaciones sobre el alcance y los entregables que debe considerar un estudio de Arc Flash.
¿Qué entrega un estudio de Arc Flash?
01. Modelo eléctrico
Representación de la instalación y sus condiciones de operación.
02. Análisis de cortocircuito
Determinación de las condiciones eléctricas necesarias para evaluar las fallas.
03. Evaluación de protecciones
Revisión de los dispositivos y tiempos que intervienen en la eliminación de la falla.
04. Energía incidente
Cálculo de la exposición térmica esperada en cada punto analizado.
05. Frontera de Arc Flash
Determinación de la distancia asociada al peligro térmico.
06. Identificación del riesgo
Información que permite establecer medidas de seguridad y protección adecuadas para las tareas eléctricas.
IEEE 1584.1-2022 proporciona precisamente lineamientos para especificar el alcance y los entregables mínimos recomendados de este tipo de estudios.
