Códigos de Protección IP e IK en Instalaciones Eléctricas

Significado de las Cifras del Código de Protección IP

El código IP (Ingress Protection) indica el grado de protección de una envolvente contra la entrada de objetos sólidos y líquidos. Se compone de dos cifras:

• Primera cifra: Protección contra objetos sólidos

  Indica el grado de protección contra el acceso a partes peligrosas y la penetración de objetos extraños sólidos. Puede variar de 0 a 6. Si esta indicación no es necesaria, la cifra se sustituirá por la letra «X».

• Segunda cifra: Protección contra líquidos

  Indica el grado de protección contra la penetración de agua con efectos perjudiciales. Puede variar de 0 a 8. Si esta indicación no es necesaria, la cifra se sustituirá por la letra «X».

Significado del Código de Protección IK

El código IK es un sistema de codificación que indica el grado de protección proporcionado por una envolvente contra los impactos mecánicos nocivos. Se identifica mediante las siglas IK seguidas de una cifra de dos dígitos, representativa de la resistencia a una determinada energía de impacto que una envolvente puede soportar sin sufrir deformaciones peligrosas.

El significado de los valores numéricos asignados a las cifras se indica en la tabla adjunta (no proporcionada en el texto original). El grado de protección que garantiza el código IK se aplica a la envolvente en su totalidad. Si alguna parte de la misma tiene un grado de protección diferente, debe indicarse por separado.

Sistemas de Protección Eléctrica

Medios de Protección contra Contactos Eléctricos Directos

Los contactos eléctricos directos son aquellos en los que una persona entra en contacto con partes activas de la instalación. Los medios de protección incluyen:

• Protección por alejamiento de las partes activas.
• Protección por medio de obstáculos.
• Protección por medio de barreras, envolventes o cubiertas.

Sistemas de Protección contra Contactos Eléctricos Indirectos

Los contactos eléctricos indirectos ocurren cuando una persona entra en contacto con una masa puesta accidentalmente bajo tensión. Los sistemas de protección son:

• Doble aislamiento.
• Separación de circuitos.
• Tensiones de seguridad.
• Conexión equipotencial.
• Puesta a tierra de las masas (Esquema TT) asociada a interruptores diferenciales.

El Interruptor Magnetotérmico

El magnetotérmico es un interruptor diseñado para interrumpir el paso de la corriente por dos causas principales:

• Sobreintensidad (protección magnética): Actúa rápidamente ante cortocircuitos.
• Calentamiento (protección térmica): Protege contra sobrecargas prolongadas.

Riesgos y Lesiones por Corriente Eléctrica

Lesiones Producidas por la Corriente Eléctrica sin Paso a Través del Organismo

Estas lesiones se producen fundamentalmente por arco eléctrico y pueden incluir:

• Quemaduras.
• Lesiones provocadas por proyecciones de partículas.
• Caídas o golpes.
• Lesiones producidas por radiaciones.

Además, el arco eléctrico puede provocar incendios y explosiones.

Lesiones Producidas por la Corriente Eléctrica con Paso a Través del Organismo

Cuando la corriente eléctrica circula por el cuerpo humano, pueden producirse diversas lesiones graves:

• Electrización: Se dice que una persona se electriza cuando la corriente eléctrica circula por su cuerpo, es decir, cuando la persona forma parte del circuito eléctrico. La palabra electrocución se reserva para cuando el resultado de la electrización es la muerte.
• Fibrilación ventricular: Es el movimiento anárquico del corazón, el cual deja de enviar sangre a los distintos órganos y, aunque esté en movimiento, no sigue su ritmo normal de funcionamiento. Una vez producida, el ritmo cardíaco no se recupera espontáneamente. Fundamentalmente, la intensidad de la corriente y la duración del contacto son los factores que determinan la fibrilación.
• Tetanización: Es el estado de contracción permanente en el que queda un músculo obligado a contraerse y relajarse repetidas veces en un período de tiempo corto. Dependiendo del recorrido de la corriente, se puede perder el control de las manos, brazos, músculos pectorales, etc.
• Asfixia: Se produce cuando el paso de la corriente afecta al centro nervioso que regula la función respiratoria, ocasionando el paro respiratorio.
• Quemaduras internas y externas: Pueden ser mortales o no, y causar efectos como el bloqueo renal, embolias por electrólisis de la sangre, aumento de la presión sanguínea, dificultades de respiración, parada temporal del corazón, etc. Estas pueden producirse sin fibrilación ventricular.

El Factor de Corriente del Corazón

Para calcular la equivalencia del riesgo de las corrientes que atraviesan el cuerpo humano con diferentes recorridos, se emplea el «factor de corriente de corazón F». A cada recorrido se le asigna un valor de F. Para valorar los daños que puede ocasionar la corriente eléctrica a su paso por el cuerpo humano, se corrige la intensidad que pasa por el cuerpo con el Factor de Corriente del Corazón, obteniendo una Intensidad de Referencia que es la que se usa para entrar en los gráficos Intensidad-Tiempo.

Factores de Riesgo en Trabajos Eléctricos

Factores de Riesgo Comunes (Caso LUIS)

1. Hacer reparaciones en instalaciones eléctricas bajo tensión estando el suelo húmedo o mojado.
2. Realizar empalmes en cables en mal estado en lugar de cambiarlos por otros en buenas condiciones.
3. Utilizar herramientas manuales sin protección garantizada frente al contacto eléctrico cuando se trabaja en tensión.
4. Sobrecargar la instalación eléctrica instalando adaptadores («ladrones») a las bases de toma de corriente.
5. Realizar trabajos en instalaciones eléctricas sin tener la formación adecuada para ello.
6. Colocar los cables de conexión sin canalizaciones protectoras en zonas de paso y de trabajo.
7. Iniciar cualquier reparación eléctrica sin haber comprobado previamente la ausencia de tensión.
8. Manipular los sistemas de seguridad contra el riesgo eléctrico anulando sus funciones de protección («puentear» el diferencial).

Factores de Riesgo por Incumplimiento de Procedimientos (Caso JUAN)

1. No dar aviso de inmediato de los calambres que ocasionaba el torno cuando se estaba manejando.
2. No bloquear los aparatos de corte mediante candados u otros elementos de enclavamiento para asegurarse de que no puedan ser manipulados mientras se está trabajando.
3. Ausencia de un cartel de prohibición que indique que no se puede tocar ni manipular el aparato de corte mientras esté abierto o bloqueado.
4. Antes de empezar a trabajar en una instalación eléctrica, no comprobar la ausencia de tensión.
5. Restablecer el servicio eléctrico sin asegurarse de que no hay personas trabajando.
6. No preparar el material y las herramientas necesarias antes de empezar a trabajar.

Cálculos y Problemas Eléctricos Fundamentales

Problema: Motor Eléctrico con Defecto de Aislamiento

El motor eléctrico de una lavadora industrial tiene defectos de aislamiento, de forma que su carcasa está a 150 voltios respecto a tierra. Un operario que intenta reparar una fuga de agua toca la carcasa, de forma que la corriente eléctrica pasa por su cuerpo hacia el suelo siguiendo una trayectoria pecho-mano izquierda.

(Nota: El texto original no proporciona la pregunta específica ni los datos para un cálculo completo, solo describe la situación.)

Cálculo de la Resistencia Máxima de Puesta a Tierra (R_T)

Calcular el valor máximo de la resistencia que debe tener la puesta a tierra, R_T, de una instalación eléctrica que alimenta a una máquina que está en un local húmedo, cuya tensión de seguridad es 24 V, si se emplea un diferencial de sensibilidad nominal 30 mA.

Para calcular la resistencia máxima de puesta a tierra, usamos la Ley de Ohm (R = V/I), donde V es la tensión de seguridad y I es la sensibilidad del diferencial.

Datos:

• Tensión de seguridad (V) = 24 V
• Sensibilidad del diferencial (I) = 30 mA = 0.03 A

Cálculo:

R_T = V / I = 24 V / 0.03 A = 800 Ω

Instalación de una Bombilla con Interruptor en un Pasillo

Para instalar una bombilla con interruptor en un pasillo, se deben seguir los siguientes pasos de seguridad y conexión:

1. Seguridad:
   • Cortar todas las fuentes de tensión.
   • Bloquear los aparatos de corte.
   • Verificar la ausencia de tensión.
   • Poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión.
   • Delimitar y señalizar la zona de trabajo.
2. Conexión de Cables:
   • Fase: Cable de color marrón, gris o negro.
   • Neutro: Cable de color azul.
   • Toma de tierra: Cable de color amarillo/verde.

Cálculo de Resistencia Equivalente e Intensidad en un Circuito

En el siguiente circuito, V = 20V, R1 = 30Ω y R2 = 30Ω. Calcula la resistencia equivalente y la intensidad que va a circular por cada una de las resistencias.

(Nota: El texto original presenta una fórmula de resistencia en paralelo, pero luego calcula una intensidad con 230V, lo que sugiere un circuito diferente o un error. Asumiremos un circuito en paralelo para R1 y R2, y luego una intensidad total con la tensión dada de 20V.)

Asumiendo R1 y R2 en paralelo:

Resistencia equivalente (R_eq) = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (30 Ω * 30 Ω) / (30 Ω + 30 Ω) = 900 / 60 Ω = 15 Ω

Intensidad total (I_total) = V / R_eq = 20 V / 15 Ω ≈ 1.33 A

Intensidad por R1 (I1) = V / R1 = 20 V / 30 Ω ≈ 0.67 A

Intensidad por R2 (I2) = V / R2 = 20 V / 30 Ω ≈ 0.67 A

(Verificación: I1 + I2 = 0.67 A + 0.67 A = 1.34 A, que es aproximadamente I_total)

Cálculo de la Intensidad que Pasa por una Persona en un Circuito

Suponemos que R1 es la resistencia del aislamiento de un motor, R2 es la resistencia del cable de conexión a tierra y R3 es la resistencia de una persona. Calcular la intensidad I3 que pasa por la persona.

(Nota: El texto original presenta una fórmula incompleta y confusa (Rtp=R2*R3/R2+R4= ohmnios+r1 = RT). Para resolver este problema, se necesitaría un esquema de circuito claro y los valores de R1, R2, R3 y la tensión aplicada. Sin estos datos, solo se puede indicar la necesidad de un circuito equivalente y la aplicación de la Ley de Ohm o divisores de corriente.)

Para calcular I3, se necesitaría conocer la configuración del circuito (cómo están conectadas R1, R2, R3 y la fuente de tensión) y los valores de cada resistencia. Generalmente, se aplicaría la Ley de Ohm (I = V/R) o las leyes de Kirchhoff una vez simplificado el circuito equivalente.

Cálculo de Consumo Eléctrico de una Calefacción

Tenemos una calefacción eléctrica que consume 2.000 W y la tenemos encendida durante 1 hora para calentar el baño. Suponiendo que el kW·h tenga un precio de 0.3 €, ¿cuánto nos va a costar tenerla encendida durante ese tiempo?

Datos:

• Potencia (P) = 2.000 W = 2 kW
• Tiempo (t) = 1 hora
• Precio por kW·h = 0.3 €

Cálculo del consumo de energía (E):

E = P * t = 2 kW * 1 h = 2 kW·h

Costo = E * Precio por kW·h = 2 kW·h * 0.3 €/kW·h = 0.6 €

Conversión de Unidades Eléctricas

Responde a las siguientes preguntas:

• a) ¿Cuántos milivoltios son 20 V?

  20 V * 1000 mV/V = 20.000 mV

• b) ¿Cuántos miliamperios son 2.3 A?

  2.3 A * 1000 mA/A = 2.300 mA

• c) ¿Cuántos kilovoltios son 1.245 V?

  1.245 V / 1000 V/kV = 1.245 kV

• d) ¿Cuántos amperios son 1.3 kA?

  1.3 kA * 1000 A/kA = 1.300 A

• e) ¿Cuántos ohmios son 2.5 MΩ?

  2.5 MΩ * 1.000.000 Ω/MΩ = 2.500.000 Ω

Etiquetas: cálculos eléctricos, código IK, código IP, Puesta a Tierra, riesgos eléctricos, seguridad eléctrica