Construyamos la seguridad usando muy baja tensión

La corriente es la fuente del peligro

Cuando una persona entra en contacto con una parte activa, pasa una corriente eléctrica que a través de él, de acuerdo con la intensidad, puede causar desde una leve sensación hasta un choque grave.

Si sobrepasa los siguientes umbrales, la corriente puede ser mortal:

• 25 mA en corriente alterna a 50 Hz,
•  50 mA en corriente continua.

Estos son valores indicativos y pueden variar según el caso.

El cuerpo humano y su resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica del cuerpo humano no es comparable con ningún elemento conductivo de un circuito, si bien su valor es suficiente como para permitir que la corriente eléctrica pase a través de él, creando el fenómeno conocido como electrocución. El cuerpo humano se compone en aproximadamente un 70% de agua que, debido a su contenido a sales disueltas, lo convierte en un buen conductor.

Datos experimentales indican que la resistencia del cuerpo humano se encuentra entre 1000 Ω y 5000 Ω dependiendo de muchos factores. Podemos considerar dos valores en particular:

• La resistencia eléctrica es de aproximadamente 1000 Ω si la persona tiene la piel mojada, no viste zapatos y se encuentra en una zona húmeda.
• En condiciones ideales, con la piel seca y en un lugar seco, la resistencia alcanza un valor de aproximadamente 5000 Ω.

Cálculo del umbral de tensión peligrosa con una resistencia de 2000 Ω:

• Caso CA U < 2000 Ω x 25 mA = 50 V CA
• Caso CC U < 2000 Ω x 50 mA = 100 V CA

La ley de Ohm y la seguridad

De acuerdo con la resistencia eléctrica de una persona en un determinado ambiente y el umbral de corriente peligrosa, podemos utilizar la ley de Ohm para calcular la tensión máxima que garantiza la seguridad en caso de contacto con partes activas del sistema.

Los resultados de los cálculos en esta página son comparables con los valores máximos de tensión de la norma IEC HD 60364, con respecto a la tensión baja de seguridad:

• En corriente alterna: U <50 V AC
• En corriente continua: U <120 V DC no ondulado

El uso de una tensión de 12 V o 24 V resulta, por lo tanto, una protección adicional; de hecho, con estos valores de tensión, la corriente solo podría volverse peligrosa si la resistencia eléctrica de la persona tuviera un valor menor que 480 Ω o 960 Ω, con corriente alterna menor que 240 Ω o 480 Ω con corriente continua (para 12 V y 24 V respectivamente).

Estos valores de resistencia solo se alcanzan en casos muy críticos, como en zonas húmedas (piscina), donde, según lo indicado por la norma, las tensiones máximas son de 12 V CA o 30 V CC.

La seguridad de las personas podría garantizarse alimentando un circuito con una tensión de 12 V o 24 V. Generalmente, los suministros de baja tensión suministran estas dos tensiones en salida en corriente alterna o continua. A primera vista, el uso de un transformador o un suministro de energía de baja tensión parece ser suficiente, pero no es así.

El peligro puede provenir de diferentes partes del sistema:

• Si una avería aguas arriba del transformador o del suministro genera un aumento en la tensión hasta un valor de varios kV, el aislamiento entre el primario y el secundario podría romperse, lo que daría como resultado una tensión muy alta para el secundario, con el consecuente riesgo de electrocución. La solución para evitar este problema es el uso de un suministro con un aislamiento especial entre el primario y el secundario.
• La tierra del sistema podría, en ciertos casos, tener un potencial que no es igual es cero. Podría ser que una corriente hacia tierra en otro punto del sistema aumente el potencial del dispositivo hasta un valor que resulta lo suficientemente alto como para causar daños a las personas. La solución para evitar este problema es no conectar la tierra del equipo en baja tensión y separar las partes activas de los diferentes circuitos

Diferentes clases de tensión extrabaja

Teniendo en cuenta estos dos datos, la alimentación en baja tensión se clasifica en tres tipos según la norma HD 60364:

• Comenzando por un circuito FELV, reemplazando la alimentación con una equipada con un aislamiento especial, obteniendo un circuito PELV. Luego, obtenemos un circuito SELV eliminando la conexión entre la tierra y el equipo. No siempre es posible aislar la masa de la tierra.
• La norma indica que la protección contra contactos directos e indirectos está asegurada por tensiones SELV menores de 25 V CA y 60 V CC. El circuito SELV es, por lo tanto, la solución más segura.

Ejemplo de aplicacion con tensión SELV

• Iluminación subacuática de una piscina
• Chorros de agua, fuentes
• Timbres de puertas
• Controles en el frente de paneles
• Alumbrado público
• Bombas para líquidos que mantienen los alimentos frescos
• Suministro de componentes electrónicos en CC, PLC
• En centros de datos, alimentación eléctrica en corriente continua con selectividad en caso de avería.

Soluciones para suministro de energía en tensión baja de seguridad:

Circuito SELV y PELV en corriente alterna:

• Los transformadores modulares TM y TS de ABB son ideales para el suministro de energía para cargas de uso discontinuo, por ejemplo, para cadena de baño.
• Para alimentar cargas para uso continuo, por ejemplo, para el sistema de alumbrado, tanto el transformador modular TS-C como el TM-S de ABB son ideales.

El circuito FELV en corriente alterna:

• En este caso, no es necesario un transformador con aislamiento especial; por lo tanto, el transformador TM-C con las tensiones de secundario de 12-24 V es ideal.

Circuitos SELV, PELV o FELV en corriente alterna:

• Los accesorios de conmutación de suministro CP-D de ABB son ideales.
• Si hay una gran cantidad de líneas conectada aguas abajo a una fuente de alimentación, es posible utilizar una protección selectiva con dispositivos EPD24; cualquier avería en las líneas es monitorizada gracias a un contacto señalizador, la línea es desconectada al tiempo que se preserva la continuidad operativa en las demás líneas.

Todas las soluciones aceptan la alimentación al primario en 230 V CA.

Beneficios de la alimentación en circuitos de tensión extrabaja de seguridad SELV:

• No se necesita ninguna protección, tanto en el caso de contactos directos como indirectos.
• Continuidad operativa incluso en casos de contacto directo o indirecto.
• El circuito es siempre seguro, incluso cuando no se lo mantenga bajo control.
• Empleo en varias aplicaciones, desde residenciales (baños) hasta industriales (centros de datos, PLC).