Ventanas Infrarrojas IR (Parte Final)

7. Implicaciones de las Normas NFPA 70B, NFPA 70E Y RETIE.

Arco Eléctrico y sus Riesgos:

Un Arco Eléctrico es un corto circuito que crea una explosión de muy alta presión. La mayoría de los incidentes ocurren por algún tipo de interacción humana como dejar caer herramientas, contacto accidental con partes energizadas, por cambio de la condición del equipo de cerrado y protegido a abierto y desprotegido. El arco inicial evapora el conductor de cobre, este produce una pequeña nube híper conductiva de plasma de cobre y gases ionizados. La nube conductiva entonces forma un puente, cambiando el corto circuito a fase-fase la cual crece en intensidad, produciendo un flash enceguecedor junto con temperaturas extremadamente altas (más de 21.000 °C). La explosión se alimenta por sí sola, y el calor convierte todo el material alrededor de la falla (cobre, hierro, material epóxico, pvc etc) a plasma. El conductor de cobre expande 67,000 veces su tamaño inicial en una fracción de un segundo. Es esta expansión rápida la que crea la ola de presión de miles kilogramos de fuerza que destruye y funde los materiales de los paneles eléctricos y dispara metralla hacia cualquier cosa en toda su trayectoria, a velocidades superiores a 1.100 km/h. Es de anotar que ningún material puede resistir este nivel de presiones y temperaturas, y aquí es donde se explica que el diseño del panel debe cumplir con la norma IEEE C37.20.7 garantizando el re-direccionamiento de la explosión hacia el lado contrario de donde puedan estar ubicadas las personas.

NFPA 70B – Práctica Recomendada para Mantenimiento de Equipo Eléctrico:

El National Fire Protection Association (NFPA) desarrolló la norma NFPA 70B para Mantenimiento de Equipo Eléctrico. En el capítulo 4 insiste en que vale la pena establecer en las plantas un Efectivo Mantenimiento Eléctrico Preventivo “la confiabilidad puede ser diseñada y construida dentro del equipo, pero se requiere un mantenimiento para conservar esa confiabilidad”. El equipo eléctrico tiene un deterioro normal, y su falla no es inevitable. Tan pronto como un equipo es instalado, empieza un proceso normal de desgaste. Un efectivo programa de Mantenimiento Preventivo (EMP) identifica y reconoce estos factores y aporta medidas para corregirlos Igualmente esta norma establece que las inspecciones termográficas de sistemas eléctricos son beneficiosos para reducir el número de fallas catastróficas de equipos y paradas de planta no programadas y que las mismas pueden reducir la inspecciones visuales y las tediosas inspecciones manuales y son específicamente efectivas en situaciones de detección con anticipación. La Norma NFPA 70B ha sido eficiente en el salvamento de vidas, protegiendo los activos de las plantas y reduciendo el periodo de inactividad de la maquinaria.

NFPA 70E:

La norma NFPA 70E establece que “Conductores eléctricos y componentes energizados a los cuales un empleado podría estar expuesto deben colocarse en una condición eléctricamente segura antes de que el empleado trabaje dentro de los límites de aproximación para la condición de los mismos” Se requiere por tanto programas de entrenamiento, que las tareas estén restringidas a personal calificado, cumplir los requisitos LOTO, establecer análisis de panoramas de riesgos, tramitar los correspondientes permisos para trabajos en caliente, Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado, y cumplir las exigencias para equipos especiales, entre otras exigencias. Trabajar con ventanas IR mantiene la condición del panel Cerrada y Protegida, y no hay incremento inherente del riego, teniendo en cuenta que “bajo condiciones normales de operación, es improbable que equipos energizados cerrados que han sido adecuadamente instalados y mantenidos posean peligro de arco eléctrico.” Efectuar inspecciones termográficas a través de ventanas IR es una tarea de similar riesgo a la lectura de medidores en un panel eléctrico es decir nivel 0 y por tanto la exigencia en cuanto a nivel de EPP es 0.

RETIE:

De alguna manera el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE emitido por el Ministerio de Minas y Energía de Colombia, ha adoptado la filosofía de la norma NFPA 70E, según algunos de sus artículos como:

a) Numeral 5.1. Evaluación del Riesgo: “Para la elaboración del presente Reglamento se tuvo en cuenta que los elevados gastos en que frecuentemente incurren el Estado y las personas o entidades afectadas, cuando se presenta un accidente de origen eléctrico, superan significativamente las inversiones que se hubieran requerido para minimizar o eliminar el riesgo.”

b) Numeral 5.2.Factores de Riesgo eléctrico más comunes: “El tratamiento preventivo de la problemática del riesgo eléctrico obliga a saber identificar y valorar las situaciones irregulares, antes de que suceda algún accidente. Por ello, es necesario conocer claramente el concepto de riesgo de contacto con la corriente eléctrica. A partir de ese conocimiento, del análisis de los factores que intervienen y de las circunstancias particulares, se tendrán criterios objetivos que permitan detectar la situación de riesgo y valorar su grado de peligrosidad. Identificado el riesgo, se han de seleccionar las medidas preventivas aplicables.”

c) RETIE Artículo 7 Programa de Salud Ocupacional numeral e): “Establecer y ejecutar las modificaciones en los procesos u operaciones, sustitución de materias primas peligrosas, encerramiento o aislamiento de procesos, operaciones u otras medidas, con el objeto de controlar en la fuente de origen y/o en el medio, los agentes de riesgo.” Es claro entonces que bien sea que nos acojamos a la NFPA 70E o al RETIE, utilizar ventanas IR es la mejor y más conveniente opción si queremos eliminar los riesgos eléctricos en un 99% y además es la mejor desde el punto de vista técnico y económico.

8. Análisis costo-beneficio y Recomendaciones.

 

Los estudios de tiempo indican que las inspecciones tradicionales de paneles abiertos consumen mucho tiempo. El costo de las horas de trabajo fácilmente superan los $160.000.00 (0,30 SMMLV) por panel (Ver tabla 4). Vestirse y desvestirse con EPP es otra tarea costosa que acompaña a las inspecciones tradicionales El uso de ventanas virtualmente elimina todo el tiempo de espera y de EPP, y se puede usar casi el 100% en la inspección como tal. Esto significa que se ahorra más de un 90% del tiempo típicamente requerido para ejecutar inspecciones termográficas tradicionales (Ver Tabla 5). Por el ahorro de horas de trabajo que ofrecen las ventanas IR, la mayoría de programas de ventanas ofrecen un ROI desde el primer o segundo ciclo de inspección.

Tabla 4

Tabla 5

9. Mitos sobre el uso de las ventanas IR:

 

  • La ventana Ir protege a las personas de explosión por arco eléctrico?

Las ventanas IR no pretende proteger al usuario de las consecuencias de un arco eléctrico, lo que se pretende es eliminar adicionales causas de arco eléctrico durante la inspección y reemplazar una actividad de alto riesgo por una estrategia de eliminación o reducción del riesgo durante la inspección. Las ventanas IR permiten inspecciones a paneles eléctricos cerrados cumpliendo los mandatos de NFPA y RETIE, de mantener el sistema “cerrado y protegido” para eliminar el riesgo en cuanto a sea posible en contraposición contra otros métodos ya agotados.

  • ¿Instalar ventanas IR convierte a un panel eléctrico clasificado como no resistente al arco eléctrico a un equipo resistente al arco eléctrico? ¿Las ventanas deben tener una clasificación contra arco?

Es el panel eléctrico no sus componentes individuales los que deben cumplir la clasificación de las normas en el sentido de que su diseño debe permitir la mitigación y re direccionamiento de la onda explosiva. Ni las ventanas IR ni las mirillas de inspección visual, ni los medidores y accesorios del panel eléctrico deben ser resistentes al arco eléctrico, simplemente no deben interferir con cualquier mecanismo de seguridad y deben cumplir con los aislamientos requeridos por las normas. Los pernos de un panel eléctrico tienen la función de sostener las cubiertas mas no son resistentes al arco eléctrico pues no existe material que soporte los elevados esfuerzos mecánicos generados por las presiones de una expansión de más de 67.000 veces de los metales especialmente el cobre que ocurre durante un evento catastrófico de arco eléctrico. El panel debe ser diseñado únicamente para re direccionar y mitigar los efectos de una explosión causada por un arco eléctrico. La inspección a paneles eléctricos cerrados mediante la utilización de ventanas IR elimina el 99,9% de las causas de arco eléctrico durante la inspección. Por tanto el beneficio sustancial que nos da el uso de ventanas IR es el cumplimiento de NFPA 70E y RETIE enfocado en la reducción del riesgo de un accidente por arco eléctrico.

10. Conclusiones:

 

a) La ventana Ir es un dispositivo que tiene por objeto mitigar el riesgo de arco eléctrico en un 99,9% durante la inspección termográfica, cumplimiento de las normas NFPA y RETIE.

b) Existen varios materiales pero en aplicaciones industriales los materiales viables por razones económicas y ambientales son el Polímero IR traslúcido y no traslúcido al visible, y el Fluoruro de Calcio (CaF2).

c) Los desempeños de estos dos materiales son bien diferentes siendo el polímero una opción con mejor resistencia a los ambientes alcalinos, húmedos y ácidos, con una muy buena establead de la transmisividad en el tiempo.

d) La ventanas IR son normalmente circulares pero al utilizar polímero se pueden construir en formas rectangulares de dimensiones estandarizadas o la medida de las necesidades, incluso se acomoda a formas curvas.

e) La instalación es rápida y sencilla, sin embargo se tiene que medir en campo la transmisividad de la ventana, ajustar consecuentemente la emisividad en la cámara, tener en cuenta el FOV de la cámara a utilizar y garantizar el cubrimiento de todos los componentes al interior de los paneles eléctricos, y recoger la máxima información posible y documentarla al momento de la instalación.

f) Las ventanas deben cumplir normas IEEE, UL, y la clasificación IP del tablero eléctrico.

g) La ventanas IR dan un rápido retorno sobre la inversión ROI.

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