⚡ Tema 26: Electricidad básica

Ayuntamiento de Madrid · Bombero/a Especialista

Resumen

LA ELECTRICIDAD es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y el flujo de electrones. El átomo tiene protones (+) y neutrones (sin carga) en el núcleo y electrones (−) girando en orbitales; el número de protones es el número atómico (Z) y protones más neutrones el número másico (A). La CARGA ELÉCTRICA es la cantidad de electricidad de un cuerpo y se mide en culombios (1 C = 6,25·10¹⁸ electrones): si un átomo pierde electrones queda como catión (+) y si los gana, como anión (−). La CORRIENTE es el desplazamiento de electrones de un átomo a otro. Según lo fácil que se lo pongan, los materiales son superconductores, conductores (cobre, oro, plata), semiconductores (silicio, germanio) y aislantes o dieléctricos (plástico, madera, cristal). SENTIDO: el convencional va del polo positivo al negativo; el real, el de los electrones, del negativo al positivo.

TIPOS DE CORRIENTE: la CONTINUA (CC) circula siempre en el mismo sentido, se obtiene de pilas, baterías, dinamos o placas fotovoltaicas y tiene polaridad (rojo positivo, negro negativo). La ALTERNA (CA) cambia de sentido con una onda senoidal periódica; las veces que se repite por segundo son la frecuencia, en hercios: 50 Hz en Europa y 60 Hz en América. MAGNITUDES: tensión o diferencia de potencial en voltios (1 V = 1 J/1 C); intensidad en amperios (1 A = 1 C por segundo); fuerza electromotriz (FEM) en voltios; resistencia en ohmios, que crece con la longitud y baja con la sección (R = ρ·L/S); resistividad en Ω·m; conductividad en S/m; impedancia (Z) en ohmios, la oposición a la CA que suma resistencia y reactancia; y potencia en vatios, P = V·I (una bombilla a 230 V con 0,45 A consume 103,5 W). En CA hay potencia activa (P, en W, la que se factura), reactiva (Q, en VAr, la de bobinas y condensadores) y aparente (S, en VA); el factor de potencia es cos φ = P/S y vale 1 en receptores puramente resistivos.

LEYES Y CIRCUITOS. Ley de Ohm: la intensidad es directamente proporcional a la tensión e inversamente a la resistencia (I = V/R). Kirchhoff: en un nudo, lo que entra es igual a lo que sale (1.ª ley) y en una malla la tensión aplicada es igual a la suma de caídas de tensión (2.ª ley). Coulomb: la fuerza entre cargas es proporcional a ellas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Joule: el calor en un conductor es proporcional a la resistencia y al cuadrado de la intensidad. Faraday y Lenz explican la inducción electromagnética de generadores, transformadores y motores. Un circuito tiene generador, receptor y líneas. En SERIE todos los receptores llevan la misma intensidad, las resistencias se suman y si uno se estropea se para todo; en PARALELO todos tienen la misma tensión, la resistencia total es menor y, si uno falla, los demás siguen: por eso es la conexión de los edificios. La agrupación mixta combina ambas.

EL RIESGO ELÉCTRICO es la probabilidad de que una persona, animal o bien sufra un daño por la energía eléctrica. Normativa: REBT (RD 842/2002), Reglamento de Alta Tensión (RD 337/2014), NTP 400 y RD 614/2001. El RD 614/2001 distingue choque eléctrico por contacto DIRECTO (con partes activas: fase-fase, fase-neutro, fase-tierra, neutro-tierra) o INDIRECTO (masas puestas en tensión por un fallo de aislamiento), arco eléctrico (hasta 20.000 °C, ráfaga de hasta 1.000 kg/m², 140 dB y luz ultravioleta), caídas o golpes y incendios o explosiones. La Muy Baja Tensión de Seguridad (ITC-BT-36) no pasa de 50 V en CA ni de 75 V en CC; el diferencial de 30 mA es protección complementaria. La tensión de paso se mide entre los pies separados 1 m: si hay un conductor caído, se camina con pasos cortos o arrastrando los pies.

LOS ACCIDENTES ELÉCTRICOS. Lo que mata es la INTENSIDAD que atraviesa el cuerpo y el TIEMPO: umbral de percepción 0,5 mA en CA (2 mA en CC); de 10 a 25 mA tetanización (la persona no puede soltar; el umbral de no soltar en CA es 10 mA); de 30 a 60 mA paro respiratorio; de 60 a 75 mA fibrilación ventricular, principal causa de muerte por choque eléctrico según la NTP 400; por encima de 100 mA la fibrilación es irreversible a partir de 0,15 s. La CEI fija la franja de peligro en 34 mA durante 3 segundos, y 100 mA durante 3 segundos de cabeza a pies es muerte segura. Influyen además la frecuencia (a 50-60 Hz el daño es máximo; por encima de 100.000 Hz solo calienta), la resistencia del cuerpo (entre 500 y 3.000 Ω; de media 1.600 Ω en seco, 800 Ω en húmedo y 200 Ω sumergido: a 230 V pasan unos 144 mA), el tipo de corriente (la alterna es de 3 a 4 veces más dañina) y el recorrido (el peor, brazo y pierna contraria). También hay efectos no inmediatos: la mioglobina puede provocar insuficiencia renal horas o días después.

EL TRABAJO CON RIESGO ELÉCTRICO (RD 614/2001). Una instalación fuera de servicio se considera siempre con tensión; solo la desenergizada o en descargo es segura. Trabajadores: AUTORIZADO (autorizado por el empresario), CUALIFICADO (autorizado con formación acreditada o experiencia certificada de dos o más años) y JEFE DE TRABAJO (cualificado). Hay cinco tipos de trabajos: sin tensión, en tensión (siempre por cualificados), maniobras, mediciones, ensayos y verificaciones (autorizados; en AT cualificados), en proximidad y en emplazamientos con riesgo de incendio o explosión. Para trabajar sin tensión se aplican las CINCO REGLAS DE ORO: 1) desconectar con corte visible o efectivo (en BT el neutro, el último); 2) prevenir la realimentación bloqueando los aparatos de corte; 3) verificar la ausencia de tensión; 4) poner a tierra y en cortocircuito (primero se conecta a tierra; obligatorio en AT); 5) proteger frente a elementos próximos y delimitar la zona. Al reponer, se conecta primero el neutro y después las fases. Un vehículo debe quedar a 5 m como mínimo de una línea aérea de AT.

INTERVENCIONES DE BOMBEROS. No somos técnicos electricistas: somos TRABAJADORES AUTORIZADOS NO CUALIFICADOS, con autorización puntual para hacer lo necesario en la emergencia, y seguimos una estrategia defensiva. Nuestro equipo: EPI revisados antes y después de cada uso y por el fabricante cada año (los guantes, cada 6 meses); maletín de emergencia eléctrica (CATU o SIBILLE SAFE, de 25.000 o 36.000 V) con banqueta (25 kV), pértiga telescópica (45 kV), maneta de fusibles (1.000 V), detector de tensión para CA de 127 V a 90 kV (no sirve en CC como la del metro o Renfe), comprobador de BT hasta 600 V, cizalla, guantes y botas aislantes; y extintores de polvo ABC, CO₂ o agentes limpios, nunca agua ni espuma sobre equipos en tensión. Metodología: llegar, visualizar, información parabrisas a la Central, acordonar y pedir la compañía eléctrica; si no se sabe la tensión, 7 m de perímetro. Solo asumimos las tres primeras reglas de oro, abrir un circuito no garantiza el corte (SAI y placas fotovoltaicas pueden devolver tensión) y NUNCA damos servicio de nuevo: eso es cosa de la compañía.

Claves para el examen

• 1 culombio = 6,25·10¹⁸ electrones; 1 A = 1 C/s; 1 V = 1 J/C; P = V·I.
• Red europea a 50 Hz; América a 60 Hz.
• Serie: misma intensidad, resistencias sumadas. Paralelo: misma tensión, la de los edificios.
• RD 614/2001: choque (directo o indirecto), arco, caídas o golpes, incendios o explosiones.
• MBTS (ITC-BT-36): ≤ 50 V en CA y ≤ 75 V en CC. Diferencial complementario ≤ 30 mA.
• Arco eléctrico: hasta 20.000 °C, 140 dB. Tensión de paso: entre pies separados 1 m.
• Percepción 0,5 mA CA; no soltar 10 mA; paro respiratorio 30-60 mA; fibrilación 60-75 mA.
• Cuerpo humano: 1.600 Ω seco, 800 Ω húmedo, 200 Ω sumergido; mín. 500 y máx. 3.000 Ω.
• Cualificado = autorizado con formación acreditada o 2 o más años de experiencia; jefe de trabajo, cualificado.
• 5 reglas de oro: desconectar, bloquear, verificar, tierra y cortocircuito, delimitar. Bomberos: las 3 primeras.
• Bomberos = autorizados no cualificados; acordonamiento de 7 m si se desconoce la tensión; vehículo a 5 m de línea AT.
• Maletín: banqueta 25 kV, pértiga 45 kV, detector CA 127 V-90 kV, comprobador BT 600 V; guantes revisados cada 6 meses.

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