Riesgo Eléctrico: Conceptos Fundamentales y Circuitos Eléctricos

Introducción al Riesgo Eléctrico

Cuerpo de Bomberos de la Comunidad de Madrid Riesgo Eléctrico PULI SUPRE BOMBEROS **** BOMBEROS1. INTRODUCCIÓN Se calcula que alrededor del 50% de los incendios están provocados por equipos eléctricos en malas condiciones y prácticamente en el 90% de los siniestros en los que actuamos nos vamos a encontrar con electricidad.

El riesgo que supone actuar en presencia de electricidad se basa fundamentalmente en la posibilidad de electrocución y en poder ser alcanzados por un arco eléctrico. Ante cualquier siniestro con presencia de electricidad, dentro de nuestras medidas de seguridad, intentaremos evitar estos dos riesgos.

Fig. 1: La ciudad de noche.

La Electricidad

Conocimiento de la Electricidad

2. LA ELECTRICIDAD 2.1 Conocimiento de la electricidad A LEX La electricidad es una forma de energía, y como todo tipo de energía, cuando está en una cantidad muy alta, puede ser dañina para el cuerpo humano, pudiendo causar, incluso, la muerte. Así pues, es fundamental un conocimiento lo más amplio posible de la naturaleza de la electricidad de cara a nuestra autoprotección.

COSEROS

Riesgos de la Electricidad

2.2 Riesgos de la electricidad Como ya se ha comentado anteriormente, los dos riesgos principales son la electrocución y el arco eléctrico, siendo el primero el más común.

Una electrocución implica el paso de "electricidad" a través de nuestro cuerpo con los consiguientes efectos negativos.

Estos efectos pueden ir desde simples cosquilleos hasta la muerte, pasando por quemaduras, lesiones nerviosas, paradas cardiorrespiratorias, alteraciones renales, etc.

Otro riesgo importante de la electricidad es que puede ser la causa de buena parte de los incendios que se producen.

Nociones Básicas de Electricidad

2.3. Nociones básicas de electricidad Para explicar con claridad lo que es la electricidad hay que comenzar por explicar que la materia está compuesta por una serie de partículas que son las moléculas.

-2-Cuerpo de Bomberos de la Comunidad de Madrid UN ATOMO a electrón b proton c neutrón a b C FIGURA 2.

La molécula es la mínima parte de una sustancia que mantiene todas las características de esa sustancia.

Las moléculas están a su vez constituidas fundamentalmente por otras partículas menores que son átomos, formados a su vez por protones, neutrones y electrones.

Estas partículas están agrupadas en el núcleo y la corteza:

• Núcleo: Es la parte del átomo constituida por los protones y los neutrones. La masa del átomo está formada fundamentalmente por el núcleo. Los protones tienen carga eléctrica positiva. Los neutrones no tienen carga eléctrica.
• Corteza: Es la parte del átomo constituida fundamentalmente por los electrones. Estos tienen la misma carga que los protones, pero negativa .. Los electrones giran libres alrededor del núcleo y bajo ciertas circunstancias de inestabilidad pueden pasar de unos átomos a otros constituyendo lo que llamaríamos corriente eléctrica.

Fig. 3: Estructura de un átomo.

Así pues, resumiendo, podemos decir que la electricidad es una forma de la energía que se materializa en el desplazamiento de unas cargas de la materia, que se han denominado electrones, a través de un material conductor.

Tipos de materiales:

Conductores: Son materiales que conducen muy bien la corriente eléctrica. Su buena conducción se basa en que disponen de "electrones libres" que se mueven con facilidad. Buenos ejemplos son los metales (oro, plata, cobre, aluminio, etc.)

Aislantes: Al revés que los conductores, se oponen al paso de la electricidad. Sus moléculas tienen uniones fuertes, impidiendo el flujo de cargas. (Vidrio, cerámica, madera, plástico, etc.)

Intensidad de Corriente (I)

2.4 intensidad de corriente (i) and Se dice intensidad de corriente eléctrica a la cantidad de cargas que circulan por un conductor en un tiempo determinado.

I= Q/t Siendo Q la cantidad de carga (positiva o negativa), medida en culombios y t, el tiempo medido en segundos, la intensidad se mide en Amperios (A). Otra unidad usada es el miliamperio (mA) que es una milésima parte de un amperio.

1 A = 1.000 mA

Para medir la intensidad, se usa un aparato llamado amperímetro.

Diferencia de Potencial (V)

2.5 DIFERENCIA DE POTENCIAL (V) La diferencia de potencial (ddp), es la resta de la tensión de dos puntos. Cada punto tendrá un "potencial" distinto, debido a la distribución de cargas (positivas o negativas), que tenga dicho material.

Tensión: Es un concepto parecido al de diferencia de potencial, pero está referido a cero. Es decir, cuando decimos que en un punto hay tanta tensión, estamos comparándolo con cero. La diferencia de potencial sería la tensión del punto, menos cero.

- 3-Técnicas de Intervención con Riesgo Eléctrico La unidad de la diferencia de potencial (ddp), o de la tensión, es el voltio (V). Otra unidad muy usada es el kilovoltio (kV).

1 kV = 1.000 V

Para medir la diferencia de potencial, usamos el voltímetro.

Fuerza electromotriz (f.e.m):

En la batería de un coche, todos sabemos que el polo positivo tiene una tensión de 12V y el negativo una tensión de 0V. En resumen, la diferencia de potencial (ddp), será de 12V-0V= 12V. Esta diferencia de potencial está provocada por la distribución de cargas (positivas y negativas), que hay en cada polo. En esta situación, se dice que existe una "Energía potencial". Esta energía "intentará que la carga negativa (electrones), del polo negativo pase al polo positivo, igualándose las tensiones entre polos. En este "paso" de carga, se produce una intensidad de corriente (I=Q/t), la cuál equilibrará las tensiones de los dos polos dejando de haber diferencia de potencial y paso de cargas posterior.

La fuerza electromotriz es la energía capaz de mantener la diferencia de potencial entre dos puntos para que haya intensidad de corriente. Volviendo a nuestro ejemplo, la batería, gracias a una reacción química, tiene una fuerza electromotriz capaz de mantener los 12V en el polo positivo y 0V en el negativo. De esta forma, siempre habrá flujo de cargas (electrones de negativo a positivo), lo cual, es la intensidad de corriente.

La fuerza electromotriz (f.e.m.), puede estar provocada por reacciones químicas, generadores, células fotovoltaicas, etc.

Resistencia (R)

2.6 RESISTENCIA (R) Es la mayor o menor dificultad que presenta un conductor a ser recorrido por la corriente eléctrica.

Se puede decir que si un material permite el paso de cargas es conductor, y si no lo permite, es aislante. Esta propiedad del material viene dada por la cantidad de electrones libres que tienen sus moléculas y por la unión de sus moléculas, en otras palabras, por la naturaleza del material.

La unidad de resistencia es ohmio, designándose por el símbolo 2. También se usan los kiloohmios (k!2), y los megaohmios (M2), siendo:

1 ΜΩ = 1.000 ΚΩ = 1.000.000 Ω

Ley de Ohm

2.7 LEY DE OHM La Ley de Ohm es una fórmula que pone en relación las distintas magnitudes eléctricas. Según ella la intensidad de corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la tensión de corriente e inversamente proporcional a la resistencia de este conductor.

Es la fórmula básica de la electricidad. Cuanta más tensión, más intensidad. Cuanta más resistencia, menos intensidad. De esta forma ya sabremos qué hay que hacer para disminuir la intensidad, usar materiales aislantes, aumentando la resistencia.

I=V /R

Potencia (P)

2.8 POTENCIA (P) La potencia es el producto de la tensión por la intensidad. Se mide en vatios (W).

La potencia suministrada en un tiempo dado, será la energía. Al hablar de que un aparato consume mucha potencia o poca, estamos diciendo que necesita mucha energía o poca. Cuando -4.Cuerpo de Bomberos de la Comunidad de Madrid una bombilla de nuestra casa, tiene mayor potencia que otra, es porque, por ella pasa más intensidad (debido a que su resistencia es menor, por la ley de ohm), ya que la tensión es constante en nuestra casa.

P = VxI

Ley de Joule (H)

2.9 LEY DE JOULE (H) El paso de intensidad de corriente, genera calor. Este calor generado es proporcional a la resistencia y al cuadrado de la intensidad. Se puede medir en Julios (J), o más comúnmente en calorías (cal). Este efecto es el que usan los radiadores eléctricos, o el horno eléctrico, por ejemplo. Pero también hay un efecto muy negativo, y es el calentamiento de los conductores al paso de la corriente. Ese calor que se genera en los conductores, es causa de incendios, quemaduras, y económicamente hablando, pérdida de energía.

H = R x I2

Circuito Eléctrico

3.CIRCUITO ELÉCTRICO Para que se produzca el fenómeno de la electricidad, ya hemos dicho que tiene que haber una diferencia de potencial y un material por el cuál fluya la intensidad de corriente. El caso más primitivo de la electricidad es la tormenta.

En el caso de la tormenta, existe una diferencia potencial entre la nube y la tierra, y existe un medio por el cuál puede ir la intensidad de corriente, el aire. El rayo, no es más que la intensidad de corriente, el paso de cargas negativas de la nube a la tierra. Se ha producido el fenómeno de la energía eléctrica por un instante.

P BOM En el caso de la tormenta, no hay una intensidad de corriente permanente, sino que se produce durante un instante. Para que hubiera una intensidad de corriente permanente, y así energía continua, debería haber una f.e.m. (por ejemplo un generador), que mantuviera la diferencia de potencial en todo momento. Esta f.e.m. tendría que "coger" las cargas negativas que han ido de la nube a la tierra y subirlas a la nube otra vez.

Un circuito eléctrico es aquel formado de conductores el cual permite que haya intensidad de corriente de una forma continua en el tiempo. Siempre tendrá que haber un conductor por el que vaya la carga, y otro por el que vuelva a la f.e.m.

Circuito Serie

3.1 CIRCUITO SERIE En la siguiente figura, se puede observar un circuito serie. Una f.e.m. crea una ddp entre sus polos, produciéndose la intensidad de corriente que va al consumo, por ejemplo, una bombilla. Del generador, o la pila, salen dos conductores, del que sale la carga negativa, y por el que vuelve. Si cortamos uno de estos dos conductores, dejará de haber intensidad de corriente, - 5-Técnicas de Intervención con Riesgo Eléctrico apagándose la bombilla. Se dice que es un circuito serie, porque las cargas eléctricas sólo tienen un camino por el que ir.

Intensidad 2 f.e.m. Receptor

Circuito Paralelo

3.2 CIRCUITO PARALELO En el siguiente esquema, las tres bombillas están conectadas en paralelo, tienen la misma ddp entre sus extremos. La Intensidad total que sale de la f.e.m. (o que llega), será la suma de cada intensidad que va por cada bombilla. En este caso, aunque quitemos una bombilla, las otras seguirán luciendo, ya que no se interrumpe el circuito eléctrico.

Intensidad S REM 1 f.e.m. 2 BOM Receptor

Analogía entre Electricidad e Hidráulica

3.3 Analogía entre electricidad e hidráulica Para poder explicar el fenómeno de la electricidad y sus componentes podemos establecer un paralelismo entre un circuito eléctrico y un circuito hidráulico.

De esta manera y para una mejor comprensión asimilaríamos los elementos de la siguiente manera:

Válvula. Interruptor Bomba. Generador. Tuberías Conductores. Caudal Intensidad. Impulso de bomba. Diferencia de potencial o tensión.

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