Informe de Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico para THOMSON Industries

2024
THOMSON Industries Arc-Flash
Responsable: Ing. César Bustos
Elabora: Ing. Alberto Castro
CHD Instalaciones Electromecánicas
14-6-2024
INFORME: IAF-101-2024
Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico • ARC-FLASH HAZARD
THOMSON INDUSTRIES 2024
CHD Instalaciones Electromecánicas
Atención: Ing. César Bustos
Correo electrónico:
Teléfono:
Nos complace entregar a usted el presente informe técnico como resultado de
la Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico (Arc-Flash Hazard
Assessment) realizada en las instalaciones eléctricas del inmueble denominado
THOMSON INDUSTRIES, localizado en el edificio 3 de la avenida Tijuana y
avenida Los Cabos del parque industrial Nórdica en esta ciudad de Tijuana B.C.
México.
Una evaluación de riesgo por falla de arco eléctrico es un paso muy importante
para garantizar la seguridad en el Lugar de Trabajo.
Se llevó a cabo la parte de recopilación de datos in situ de su evaluación para
corroborar la información de los diagramas unifilares proporcionados. Una vez
que se recopilaron y revisaron los datos, se creó un modelo de software de su
sistema eléctrico mediante la aplicación ETAP Power Systems.
Se creó el sistema y se realizaron varios cálculos de ingeniería eléctrica. El
presente informe incluye los resultados de la evaluación, así como
recomendaciones para ayudarle en el cumplimiento de sus objetivos en el
margen de la seguridad eléctrica.
Es como siempre un placer estar a su servicio y en la espera de poder ayudarlo
en otra necesidad futura.
Por favor, no dude en ponerse en contacto con nosotros si tiene alguna
pregunta o inquietud con respecto al trabajo realizado en el sitio o cualquiera
de los datos presentados en este informe.
Atentamente:
ALBERTO CASTRO
ING. ELECTROMECANICO/6852259
[email protected]
junio 2024
INFORME: IAF-101-2024
Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico • ARC-FLASH HAZARD
THOMSON INDUSTRIES 2024
Resumen
Contiene el estudio para la evaluación de riesgo por falla de arco eléctrico ( ArcFlash Hazard Assessment) efectuada en las instalaciones eléctricas del Lugar de
Trabajo THOMSON INDUSTRIES, para conocer el riesgo en el caso de una falla
eléctrica que afecte al personal con daños graves, irreversibles e incluso fatales.
Una falla por arco eléctrico es común en las instalaciones eléctricas industriales,
la cual provoca altas temperaturas, presión excesiva del aire que rodea el sitio
de falla, acompañada de un estruendo y alta luminosidad por la explosión
generada.
El estudio proporciona los valores de la energía incidente en cal/cm2 que
pudiese liberarse en el caso de presentarse una falla por arco eléctrico, así
como el límite de protección para arco eléctrico (Arc-Flash Boundary) distancia a
la cual, de ser sobrepasada, es obligatorio portar el EPP indicado en las
etiquetas de ADVERTENCIA, las cuales han sido colocadas en cada equipo
incluido dentro del estudio de arco.
Por lo anterior, es de utilidad para seleccionar el Equipo de protección Personal
(EPP) que deberá utilizarse para cualquier operación y acercamiento a los
diferentes equipos eléctricos energizados que requieren ser atendidos,
evitando accidentes por la disminución del riesgo e inclusive la posibilidad de
ser eliminado.
Las Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico es esencial para garantizar
condiciones de trabajo seguras y cumplir con los códigos y normativas
pertinentes.
De cualquier forma, siempre es una mejor opción el operar y dar
mantenimiento preventivo/correctivo con los equipos des energizados, para lo
cual el riesgo ha sido eliminado.
junio 2024
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Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico • ARC-FLASH HAZARD
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INDICE DEL CONTENIDO
1. INTRODUCCION
• Descripción general del Lugar de Trabajo
• El arco eléctrico
• Normatividad
2. RESUMEN EJECUTIVO
• Objetivo del estudio
• Documentación de las instalaciones
• Diagrama unifilar - Modelo
• Estudio de cortocircuito
• Coordinación de protecciones
• Evaluación de riesgo por falla de arco eléctrico
3. DIAGRAMA UNIFILAR
• Actualización
• Modelo en ETAP
4. ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO
• Procedimiento
• Resultados
5. EVALUACION DE EQUIPOS
• Evaluación de protecciones
• Recomendaciones
6. COORDINACION DE PROTECCIONES
• Procedimiento
• Resultados
• Recomendaciones
7. EVALUACION DEL RIESGO POR FALLA DE ARCO
• Procedimiento
• Resultados
• Recomendaciones
• Etiquetas de ADVERTENCIA
8. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL EPP
• Selección del EPP
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9. ANEXOS
(1) Descripción del lugar de trabajo, planta y localización.
(2) El arco eléctrico y la normatividad
(3) Solicitud de datos al suministrador del servicio eléctrico CFE
(4) Respuesta a solicitud de datos a CFE
(5) Facturación del servicio eléctrico THOMSON INDUSTRIES
(6) Relación de equipos incluidos dentro del alcance del estudio
(7) Diagrama unifilar
(8) Resultados del estudio de cortocircuito
(9) Curvas Tiempo – Corriente (TCC) de las protecciones
(10) Resultados de la evaluación de riesgo por arco eléctrico
(11) Etiquetas de ADVERTENCIA Arc-Flash
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1. INTRODUCCION
•
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL LUGAR DE TRABAJO
El estudio descrito en este informe se efectuó en las instalaciones eléctricas de
media y baja tensión para la planta industrial denominada THOMSON
INDUSTRIES S. de R.L. de C.V. con una superficie de construcción de 14,700
m2 aproximadamente, y se localiza en el edificio 3 de la avenida Tijuana y
avenida Los Cabos del parque industrial Nórdica en esta ciudad de Tijuana B.C.
México.
La actividad principal es la fabricación de elementos mecánicos de precisión
tal y como flechas y rodamientos, la cual se posiciona como líder en la
Tecnología de Movimiento Mecánico (Mechanical Motion Technology).
La planta cuenta con diferentes áreas de operación y actividad, primeramente,
el área de producción, facilidades, oficinas administrativas, talleres,
comedores, vestidores, patios exteriores, estacionamiento, etc.
El estudio es desarrollado bajo responsabilidad de la empresa constructora y
de servicios CHD Instalaciones Electromecánicas S.A. de C.V.
•
EL ARCO ELÉCTRICO
Un arco eléctrico es una descarga eléctrica continua de alta corriente que fluye
a través de un espacio de aire entre los conductores.
Genera una luz ultravioleta muy brillante, así como también calor
intenso. Normalmente, un arco eléctrico se produce debido a un cortocircuito
en algún equipamiento que trabaje con electricidad, por ejemplo: un
transformador, un tablero de fuerza o de alumbrado, un arrancador de motor y
cualquier elemento que se alimenta con electricidad para operar.
Un ejemplo representativo de un arco eléctrico es: UN RAYO
En resumen, el arco eléctrico es un peligro que requiere precauciones y
medidas de seguridad adecuadas para evitar accidentes y proteger la
integridad de las personas y el inmueble del Lugar de Trabajo.
La Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico es esencial para garantizar
condiciones de trabajo seguras y cumplir con los códigos y normativas
pertinentes. – ver ANEXO 2 para más información.
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•
NORMATIVIDAD
La Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico llevada a cabo en el Lugar
de Trabajo THOMSON INDUSTRIES se desarrollada de conformidad con las
directrices de los estándares norteamericanos NFPA-70E Electrical Safety in the
Workplace y la IEEE 1584 Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations.
Así mismo, se aplican los estándares ANSI C37 y la IEEE 141 para el estudio
de cortocircuito, la IEEE 242 en lo concerniente a la coordinación de
protecciones y en lo concerniente a la elaboración de las etiquetas de
advertencia el estándar ANSI Z535 es aplicado.
Para la normatividad nacional, se cumple de conformidad la especificación de
la NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones eléctricas (utilización) referente al
concepto de arco eléctrico.
En el Anexo 2 se amplía la información relativa a la normatividad aplicable.
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2. RESUMEN EJECUTIVO
a. Objetivo del estudio de arco eléctrico. Calcular la ENERGIA INCIDENTE en
cal/cm2 y la Distancia de Seguridad para el arco eléctrico (Arc-Flash Boundary)
en las instalaciones eléctricas de Lugar de Trabajo THOMSON INDUSTRIES
que permita seleccionar el EPP que deberá portar el personal que opere un
equipo eléctrico energizado.
b. Documentación de las instalaciones eléctricas. Una vez teniendo claro el
objetivo del estudio de arco eléctrico, se procede a determinar los equipos
eléctricos que formarán parte del alcance, por ejemplo, medición M15 del
consumo de energía eléctrica, transformadores de distribución en media y
baja tensión, tableros de distribución y alumbrado, centros de control de
motores, motores de inducción y demás equipo a ser considerado. Se
documenta los datos de placa de los equipos cuando esto sea posible, así
como las características principales de los conductores. Los equipos y
elementos se resumen en las tablas del Anexo 6, los cuales servirán de base
para la configuración del diagrama unifilar.
c. Diagrama unifilar. Se modela el diagrama unifilar de la instalación eléctrica
bajo estudio y alcance, lo cual de manera organizada se integrará dentro de
la aplicación para el análisis de sistemas eléctricos ETAP Power Systems
Analysis para confeccionar el diagrama de impedancias de secuencia
positiva que será la base para realizar el estudio de cortocircuito, el cual es
prerrequisito para los subsiguientes cálculos de arco eléctrico. Ver Anexo 3.
d. Estudio de corto circuito. Se efectúa la corrida de corto circuito dentro de la
aplicación, mediante lo cual se obtendrán los datos de las corrientes de falla
disponibles en cada uno de los buses que integran el diagrama unifilar y
serán estos valores los indicados para la obtención de la corriente de arco
en cada punto bajo estudio y de acuerdo con las características de cada
uno de los equipos que los cálculos de arco eléctrico requieren.
e. Protecciones. Se evalúan los ajustes actuales en las protecciones eléctricas,
enfocando la atención en los de mayor capacidad para determinar la
necesidad en su caso, de reajustar los parámetros de protección que nos
dirijan a la disminución de los efectos provocados por arco eléctrico.Aunado
a lo anterior, con los resultados obtenidos de los cálculos de cortocircuito,
se verifica si la capacidad interruptiva de los interruptores de los tableros se
encuentra por encima de los valores obtenidos en los cálculos. Lo anterior
se indica en la tabla adjunta del Anexo 8 del informe. Se revisan
principalmente los interruptores de los tableros de distribución principal entre
algunos otros.
f.
Evaluación de riesgo por falla de arco eléctrico. Una evaluación del riesgo
de arco eléctrico es parte de un análisis completo de arco eléctrico
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requerido por OSHA, NFPA 70E y NFPA 70. Esta evaluación determina
la energía incidente en cal/cm2 a la que un trabajador puede estar expuesto
y cómo protegerlo de un accidente de arco y otros peligros eléctricos
g. Normatividad de referencia. Se consideran principalmente los siguientes
estándares en la evaluación de riesgo por falla de arco eléctrico:
NFPA 70E Standard for Electrical Safety in the Workplace
ASTM F1506 es un estándar que se aplica a la ropa de protección ignífuga y resistente
al arco eléctrico utilizada por los trabajadores expuestos a llamas y arcos eléctricos
IEEE Std 1584 – 2018 La norma IEEE 1584 es una guía desarrollada por el Instituto
de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) para realizar cálculos de riesgo de arco
eléctrico.
Los estándares anteriores son emitidos por instituciones internacionales, en
este caso corresponden a los Estados Unidos de Norteamérica, los cuales
tienen validez en cualquier lugar. Cabe aclarar que, en algunas normas
nacionales, se advierte del riesgo que puede generar una falla por arco
eléctrico con las indicaciones relacionadas al riesgo.
➢ NOM-001-SEDE-2012
Artículo 110-16 Señales de advertencia contra arco eléctrico. Los equipos
eléctricos tales como tableros de distribución, tableros de control industrial,
envolventes para medidores enchufables y centros de control de motores,
que estén en sitios que no son para vivienda y que probablemente requieran
de inspección, ajuste, reparación o mantenimiento, mientras estén
energizados, deben estar marcados en campo para advertir al personal
calificado del peligro potencial de arco eléctrico. El marcado debe estar
ubicado de manera tal que sea claramente visible para el personal
calificado antes de la inspección, el ajuste, la reparación el mantenimiento
del equipo.
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3. DIAGRAMA UNIFILAR
Actualización. El cliente proporcionará el diagrama unifilar actualizado y
completo de acuerdo con el alcance del estudio solicitado.
Modelo en ETAP Power Systems Analysis: Una vez con el diagrama unifilar
revisado, se procede a capturar la información para modelar y configurar el
diagrama dentro del software ETAP para proceder a generar los cálculos de
cortocircuito, coordinación de protecciones principales y el arco eléctrico para
determinar la energía incidente y las distancias de seguridad para el arco.
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4. ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO
El estudio de cortocircuito es utilizado por las siguientes razones:
1. Para calcular los valores de corriente de falla en cada bus para condiciones
de falla trifásicas de línea a línea y línea a tierra.
2. Para asistir en la selección y ajustes de los dispositivos de protección.
3. Proveer los valores de falla para la Evaluación de los Equipos en el punto 5
siguiente.
4. Proveer los valores de falla para la Evaluación de Riesgo por Arco Eléctrico
desarrollada en el punto 7 mas adelante.
Utilizando el ETAP Power Systems Analysis, el valor trifásico máximo disponible
en valores RMS simétricos de cortocircuito en cada elemento o bus del sistema
es calculado. Estos cálculos están basados en recomendaciones encontradas
en los estándares ANSI/IEEE.
Los dispositivos de protección tal y como los interruptores de los tableros deben
ser capaces de interrumpir el nivel mas alto de falla que pudiese presentarse
en cada uno de los puntos del sistema de distribución eléctrica. Mas
específicamente, en el articulo 110-9. Corriente de interrupción. Los equipos
destinados a interrumpir corrientes de falla deben tener un rango nominal de
interrupción no menor que la tensión nominal del circuito y la corriente existente
en los terminales de línea del equipo.
El estudio de cortocircuito inicia determinando la corriente de falla disponible en
el punto de conexión, que es el punto del sistema que tiene la potencia de
cortocircuito más alta disponible. Este dato es obtenido con la CFE mediante
un procedimiento de solicitud. La solicitud y respuesta se presentan en los
Anexos 3 y 4 de este informe. Moviéndose aguas abajo de la fuente de
suministro, la corriente disponible de cortocircuito tiende a disminuir debido a
la impedancia del sistema, entre mayor sea la impedancia del sistema, la
corriente de falla disponible es menor. Factores que impactan la corriente de
falla disponible, incluyen la tensión del sistema, la capacidad del sistema de
suministro y la impedancia de los transformadores. Las propiedades que
impactan la impedancia del sistema son el material del conductor, su sección
transversal y longitud de este. Esta información a sido integrada y evaluada en
el ETAP Power Systems Analysis para proceder a calcular y obtener resultados.
Resultados: Se genera en ETAP Power Systems un reporte con los resultados
obtenidos, lo cual se aprecia en el Anexo 8_Resultados del estudio de
cortocircuito con una lista de las corrientes de falla para cada elemento o bus.
Así mismo, los valores de la corriente máxima de falla se indican en el diagrama
unifilar del Anexo 7 mencionado arriba.
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5. EVALUACION DE EQUIPOS
•
Evaluación de protecciones
En la siguiente tabla se indican los valores máximos de corriente de falla trifásica
para los tableros de distribución principal como resultado del estudio de
cortocircuito, así mismo la capacidad interruptiva en cada uno de ellos:
P
TABLERO
Vn
CI
Icc
NOTAS
RECOMENDACION
1
TDP-1
480
35
38.7
Icc > CI
2
TDP-2
480
35
31.7
Icc < CI
3
TDP-3
480
35
30.8
Icc < CI
4
5
TDP-4
TDP-5
220
480
65
35
36.4
18.0
Icc < CI
Sustituir de inmediato Interruptores
con CI < Icc
Sustituir al corto plazo Interruptores
con CI =< 35 kA
Sustituir al corto plazo Interruptores
con CI =< 35 kA
-
Icc < CI
-
Vn = Voltaje nominal
CI = Capacidad Interruptiva del tablero (kA)
Icc = Corriente de cortocircuito o de falla (kA)
Recomendaciones:
1. Atender las indicaciones de la tabla anterior.
2. Revisar estos tableros y los demás estantes para confirmar su CI vs Icc.
3. Cuantificar los interruptores fuera de rango en cada tablero instalado.
4. Para asegurar y garantizar una operación confiable de los interruptores de
mayor tamaño (1 000 AMP y superiores), es recomendable integrarlos en
un programa de pruebas eléctricas periódicas como parte de las
actividades del mantenimiento preventivo.
5. Cuando se presente una modificación o cambios importantes en la red de
distribución eléctrica, el estudio de cortocircuito deberá ser recalculado.
En resumen, el estudio de cortocircuito es la base para comprender las
corrientes de falla, mientras que la evaluación de riesgo por Arc Flash se enfoca
en proteger a las personas y minimizar los efectos de esta peligrosa condición
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6. COORDINACION DE PROTECCIONES
El estudio de coordinación de protecciones se realiza para:
1. Evaluar la capacidad de los interruptores para proporcionar la protección
deseada y continuidad del sistema en condiciones de falla.
2. Asistir en los ajustes de los dispositivos de protección.
3. Crear la coordinación tiempo – corriente entre protecciones.
4. Minimizar las perturbaciones en el funcionamiento general del sistema.
Las gráficas tiempo – corriente fueron generadas en el mismo software ETAP
Power Systems Analysis el cual viene equipado con una amplia librería de los
principales fabricantes de equipos de protección. El ajuste entre cada una de
las gráficas se realiza de forma manual y de acuerdo con las condiciones
particulares de cada caso, considerando disminuir el riesgo por efectos de falla
de arco eléctrico donde sea posible, dado que la valoración entre seguridad y
selectividad siempre está presente.
La selección y configuración de los dispositivos de sobre corriente es un
proceso mediante el cual las curvas de tiempo-corriente de cada uno
dispositivo en serie se comparan en un gráfico log-log. La coordinación suele
ocurrir cuando hay espacio entre los dispositivos que son adyacentes entre sí,
o en serie. En muchos casos, la coordinación no será posible debido a los
amperajes o dispositivos instalados, por lo que se hacen consideraciones
aceptables.
Explicación de las gráficas log-log para coordinación:
1. Los gráficos de curva tiempo-corriente utilizan una escala logarítmica con el
tiempo como eje vertical y la corriente como eje horizontal.
2. Los gráficos contienen el nombre del TCC (Time Current Curve, la escala de
corriente, la fecha y el voltaje de referencia.
3. El eje de tiempo va de 0,01 segundos a 1.000 segundos en seis secciones
con incrementos de 10 por sección.
4. El eje de corriente va de 0,5 a 10.000 amperios en 5 secciones con 10
incrementos por sección.
5. Cada elemento de protección se traza con una flecha apuntando hacia él y
se etiqueta con una sola línea Nombre del informe del dibujo.
6. Se utilizan diferentes colores para ayudar a distinguir entre dispositivos.
7. Cada dispositivo de protección también incluye un bloque de información
que muestra el tipo de fabricante, rango de la unidad de disparo y los ajustes
recomendados.
En nuestro caso se generan las gráficas de coordinación para los Tableros de
Distribución Principal TDP considerando desde el interruptor principal y
continuando con los de mayor capacidad en serie aguas abajo. La sugerencia
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es realizar estos ajustes en cada una de las protecciones incluidas en las
gráficas. Se recomienda efectuar estos ajustes cuando se lleve a cabo el
mantenimiento preventivo a estos equipos para evitar un disparo involuntario e
indeseable durante una operación normal, esto debido a que los interruptores
principales, por el modelo, ya no son muy actuales.
Los ajustes indicados son en cierta forma los adecuados para un balance de
seguridad-selectividad que permitan una operación confiable, incluso la menor
liberación de energía incidente para el caso de falla.
En el Anexo 9 se presentan las graficas de los ejercicios realizadas para los
tableros TDP-1 al TDP-5 los cuales representan el mayor flujo de carga.
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7. EVALUACION DE RIESGO POR FALLA DE ARCO
Una evaluación del riesgo de arco eléctrico es parte de un análisis completo de
arco eléctrico requerido por OSHA, NFPA 70E y NFPA 70. Esta evaluación
determina la energía incidente a la que un trabajador puede estar expuesto y
cómo protegerlo de un accidente de arco y otros peligros eléctricos:
Pasos generales del procedimiento para llevar a cabo una evaluación del riesgo
de arco eléctrico:
1. Estudio de campo: Reúne datos sobre el sistema de distribución eléctrica
de la instalación.
2. Diagrama Unifilar: Modelar el diagrama unifilar eléctrico utilizando la
información proporcionada por el cliente.
3. Entrada/análisis de datos: Construye un modelo de la distribución eléctrica
en un programa de análisis eléctrico (ETAP – Electrical Power Systems Analysis)
utilizando el diagrama unifilar eléctrico modelado. Realiza un análisis de
cortocircuito en el equipo eléctrico. Así mismo efectúa el análisis de
coordinación de dispositivos de protección en disyuntores, fusibles y relés
para finalmente ejecutar el análisis de riesgo de arco eléctrico en el equipo
eléctrico, siendo este el objetivo principal de este proyecto.
4. Informe: Emite un informe preliminar al responsable para su revisión y
comentarios.
5. Producción de las etiquetas de ADVERTENCIA al riesgo por arco eléctrico
acorde con ANSI Z535 y etiquetado en sitio de los equipos incluidos dentro
del estudio para la Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico. El
contenido de información incluye:
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
Encabezado con franja color naranja con símbolo y leyenda de
ADVERTENCIA en color negro.
Energía Incidente en cal/cm2 con la distancia de trabajo.
Límite de protección por arco eléctrico (Arc Flash Boundary).
Equipo de Protección Personal EPP a utilizar.
Límites de Protección contra choque eléctrico.
El Anexo 10 contiene los resultados del estudio de arco eléctrico en lo referente
a la Energía Incidente y la distancia de protección para arco (Arc-Flash
Boundary) mientras que el Anexo 11 muestra imágenes de etiquetas colocadas
en sitio.
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8. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL
La finalidad del estudio de arco eléctrico es principalmente poder seleccionar
el Equipo de Protección Personal EPP que deberá portar el personal encargado
de la operación y mantenimiento de las instalaciones eléctricas del Lugar de
Trabajo. El uso del EPP correctamente seleccionado evita que el personal se
vea afectado en el caso de presentarse una falla de arco eléctrico al operar un
equipo energizado.
La selección del equipo de protección personal se determina de acuerdo con
el nivel de Energía Incidente en cal/cm2 como resultado de los cálculos de arco
eléctrico para un determinado lugar o equipo de la red de distribución eléctrica
del Lugar de Trabajo. El nivel de protección del EPP en cal/cm2 deberá ser
mayor al valor calculado.
Otra forma de selección es considerar las categorías de protección como sigue:
Categoría 1 – Mínimo 4 cal/cm2
Categoría 2 – Mínimo 8 cal/cm2
Categoría 3 – Mínimo 25 cal/cm2
Categoría 4 – Mínimo 40 cal/cm2
El equipo de protección personal para Arc Flash es un tipo de ropa de
seguridad que se usa para minimizar el riesgo de quemadura debido a una
falla de arco eléctrico. El equipo incluye ropa resistente al arco, casco con
protección facial, lentes, guantes aislantes, guantes protectores, zapatos
dieléctricos, etc. El nivel de energía incidente presente dentro del equipo
etiquetado determina el tipo de ropa de seguridad que se debe usar. La
temperatura de un arco eléctrico puede alcanzar los 35,000 grados Fahrenheit,
lo que significa que los trabajadores en entornos potenciales de arco eléctrico
necesitan equipo de protección personal especializado.
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ANEXO 1 - Descripción del lugar de trabajo, planta y localización
El estudio descrito en este informe se efectuó en las instalaciones eléctricas
de media y baja tensión para la planta industrial denominada THOMSON
INDUSTRIES S. de R.L. de C.V. con una superficie de construcción de
14,700 m2 aproximadamente, y se localiza en el edificio 3 de la avenida
Tijuana y avenida Los Cabos del parque industrial Nórdica en esta ciudad
de Tijuana B.C. México.
La actividad principal es la fabricación de elementos mecánicos de
precisión tal y como flechas y rodamientos, la cual se posiciona como líder
en la Tecnología de Movimiento Mecánico (Mechanical Motion Technology).
La planta cuenta con diferentes áreas de operación y actividad,
primeramente, el área producción, facilidades, oficinas administrativas,
talleres, comedores, vestidores, patios exteriores, estacionamiento, etc.
Localización geográfica del inmueble THOMSON INDUSTRIES
➢ Coordenadas geográficas del lugar de trabajo: 32°26'43"N 116°59'22"W
➢ Superficie de construcción: 14,700 m2 aproximadamente
➢ Actividad principal: fabricación de elementos mecánicos de precisión
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ANEXO 2 - El arco eléctrico – y la normatividad
El arco eléctrico
Un arco eléctrico es una descarga eléctrica continua de alta corriente que fluye
a través de un espacio de aire entre los conductores.
Genera una luz ultravioleta muy brillante, así como también calor
intenso. Normalmente, un arco eléctrico se produce debido a un cortocircuito
en algún equipamiento que trabaje con electricidad, por ejemplo: un
transformador, un tablero de fuerza o de alumbrado, un arrancador de motor y
cualquier elemento que se alimenta con electricidad para operar.
El mejor ejemplo representativo de un arco eléctrico es: UN RAYO
a. Introducción al arco eléctrico:
•
•
•
El arco eléctrico es una descarga de electricidad que se produce entre dos
conductores con una diferencia de voltaje significativa.
Puede generar altas temperaturas, explosiones, ruidos y emisiones
luminosas intensas.
Representa un riesgo para la seguridad de las personas cercanas y puede
causar daños graves a los equipos eléctricos.
b. Formación del arco eléctrico:
•
•
•
El arco eléctrico se forma cuando hay una ruptura en la continuidad del
circuito eléctrico, creando una trayectoria más corta para que la corriente
fluya.
Esta ruptura puede ser causada por aislamiento inadecuado, objetos
extraños en el circuito o manipulación incorrecta de equipos eléctricos.
Una vez que se produce la ruptura, el arco eléctrico se forma en el punto de
mayor resistencia.
c. Principios físicos del arco eléctrico:
•
•
•
Se basa en la ionización del aire. Cuando hay alta tensión entre dos
conductores, se
crea un campo eléctrico intenso que ioniza el aire circundante.
Esto permite la conducción de la electricidad a través del aire, formando el
arco eléctrico
d. Factores que influyen en la formación del arco:
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•
•
Distancia entre los conductores, tensión eléctrica, corriente y resistencia del
circuito.
Condiciones ambientales como humedad y temperatura también afectan la
formación y el comportamiento del arco..
Normatividad
NFPA 70E
Como referencia para el estudio de la Evaluación de Riesgo por falla de Arco
Eléctrico se considera el estándar NFPA 70E (Standard for Electrical Safety in
the Workplace) de los Estados Unidos, la cual se aplica en este estudio de
conformidad con sus directrices, la cual es emitida por la NFPA_National Fire
Protection Association:
La NFPA 70E es una norma que se centra en la seguridad eléctrica en el lugar
de trabajo. Trabaja en conjunto con la norma ASTM 1506, que establece
requisitos para la fabricación, diseño y certificación de ropa ignífuga y resistente
al arco eléctrico. Estas dos normas se complementan para garantizar
una protección óptima contra los riesgos eléctricos en entornos laborales.
La NFPA 70E aborda específicamente los peligros relacionados con el arco y
la descarga eléctricos. Algunos aspectos clave incluyen:
a. Evaluación del riesgo de arco eléctrico:
•
•
La NFPA 70E requiere que los propietarios de instalaciones realicen una
evaluación del riesgo de arco eléctrico antes de permitir que los trabajadores
realicen tareas en equipos energizados.
Define límites específicos para proteger a los empleados mientras trabajan
cerca de equipos energizados.
b. Protección contra peligros de arco eléctrico:
•
•
•
La norma establece pautas detalladas para controlar los peligros de arco y
descarga eléctricos.
Aunque existen prendas con clasificación de arco superiores a 40 cal/cm²,
la NFPA 70E reconoce los peligros extremadamente peligrosos asociados
con explosiones de arco donde la energía supera las 40 cal/cm².
Los empleados pueden usar prendas con clasificación de arco más alta en
situaciones específicas, como pruebas de ausencia de voltaje o tareas de
diagnóstico dentro de los límites de arco eléctrico.
En resumen, la NFPA 70E y la norma ASTM 1506 trabajan juntas para
garantizar la seguridad eléctrica en el lugar de trabajo, incluyendo la protección
contra los peligros del arco eléctrico
junio 2024
INFORME: IAF-101-2024
Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico • ARC-FLASH HAZARD
THOMSON INDUSTRIES 2024
ASTM F1506
La norma ASTM F1506 es un estándar que se aplica a la ropa de protección ignífuga y
resistente al arco eléctrico utilizada por los trabajadores expuestos a llamas y arcos
eléctricos. Aquí están los aspectos clave de esta norma:
a. Objetivo:
•
La ASTM F1506 establece requisitos de rendimiento y métodos de prueba para evaluar
la resistencia al fuego y la protección contra arcos eléctricos en materiales textiles
utilizados en la fabricación de prendas de protección básica para trabajadores
eléctricos.
b. Propiedades evaluadas:
•
•
•
Color: resistencia al cambio de color después del lavado o limpieza en seco.
Propiedades de inflamabilidad inicial y después de 25 lavados o limpiezas en seco.
Calificación de la prueba de arco eléctrico
c. Garantía de protección real:
•
•
Las pruebas rigurosas en laboratorios certificados aseguran que las prendas
certificadas puedan resistir y mitigar los peligros del arco eléctrico.
La norma garantiza que las prendas sean capaces de absorber y dispersar la energía
generada por el arco eléctrico, minimizando el riesgo de quemaduras y lesiones1.
En resumen, la ASTM F1506 es más que un sello de aprobación; es un compromiso con la
seguridad y la excelencia en la protección laboral
En resumen, el arco eléctrico es un peligro eléctrico que requiere precauciones
y medidas de seguridad adecuadas para evitar accidentes.
Las Evaluación de Riesgo por Falla de Arco Eléctrico es esencial para garantizar
condiciones de trabajo seguras y cumplir con los códigos y normativas
pertinentes.
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IEEE Std 1584 - 2018
La norma IEEE 1584 es una guía desarrollada por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos (IEEE) para realizar cálculos de riesgo de arco eléctrico. A continuación, te
proporciono detalles sobre esta norma y su relación con la evaluación de riesgo por arco
eléctrico:
IEEE 1584
•
•
•
•
Título: Guía para realizar cálculos de riesgo de arco eléctrico.
Objetivo: Proporciona métodos y datos detallados para calcular los riesgos de arco
eléctrico en sistemas eléctricos.
Alcance: Desde sistemas eléctricos simples hasta los más complejos.
Enfoque: Determina la distancia de peligro de arco y la energía incidente a la que los
trabajadores podrían estar expuestos durante su trabajo en o cerca de equipos
eléctricos
a. Aspectos clave de IEEE 1584:
•
•
•
Cálculos de energía incidente: La norma ofrece ecuaciones para estimar la energía
incidente de un evento de arco eléctrico.
Distancia de peligro de arco: Ayuda a determinar la distancia segura a la que los
trabajadores deben mantenerse del arco eléctrico.
Datos de entrada: Proporciona directrices sobre la recopilación de datos necesarios
para realizar los cálculos.
b. Relación con la evaluación de riesgo:
•
•
La norma IEEE 1584 es una herramienta fundamental para evaluar los peligros de arco
eléctrico.
Los diseñadores y operadores de instalaciones eléctricas pueden utilizarla para
garantizar la seguridad de los trabajadores al trabajar cerca de equipos eléctricos.
En resumen, la IEEE 1584 proporciona una base sólida para calcular los riesgos de arco
eléctrico y garantizar prácticas seguras en entornos eléctricos
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ANEXO 3 - Solicitud de datos al suministrador del servicio eléctrico CFE
Con la finalidad de realizar los cálculos lo más posible y práctico al estado
actual de la red de suministro de energía eléctrica en lo concerniente a la
potencia de cortocircuito disponible en el punto de conexión del servicio en
media tensión, se solicita de manera formal esta información.
Los datos solicitados se indican a continuación para el punto de conexión:
1. Intensidad de corriente de circuito corto 1 y 3
2. Impedancia de Thévenin para secuencia positiva y secuencia cero
3. Relación X/R
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ANEXO 4 - Respuesta a solicitud de datos a CFE
Posterior al ingreso de la solicitud de datos técnicos por parte de THOMSON
INDUSTRIES, de la Oficina de Estudios en el Departamento de Planeación,
que corresponde a la División de Distribución Baja California de Zona Tijuana
donde el Ing. Román Medel Mosqueda está cargo de la Superintendencia
se emite una respuesta a lo solicitado, para lo cual se enuncia a
continuación los datos recibidos para utilizarlos en nuestro estudio de arco
eléctrico:
1. Circuito: PNM-4165
2. Voltaje: 13.8 kV
3. Impedancia de secuencia positiva: R1= 0.153  y X1=1.232 
4. Impedancia de secuencia cero: R0= 0.335  y X0=2.089 
5. Falla trifásica: Potencia 147.73 MVAcc y Corriente 6 469 Amp Relación
de asimetría X/R: 7.99
6. Falla monofásica: Potencia 42.74 MVAcc y Corriente 5 602 Amp Relación
de asimetría X/R: 6.24
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THOMSON INDUSTRIES 2024
ANEXO 5 - Facturación del servicio de energía THOMSON INDUSTRIES
La facturación del servicio del consumo de energía eléctrica para el servicio
incluye los siguientes datos entre otros:
Nombre: THOMSON INDUSTRIES S DE RL DE CV
No de Servicio: 028990900029
Tarifa: GDMTH (Gran Demanda en Media Tensión Horaria)
No de medidor: 99T43F
Carga conectada: 2 998 kW
Demanda contratada: 2 550 kW
Así mismo, el periodo de facturación, consumo de energía, demanda
máxima entre otros, los cuales se aprecian en la facturación.
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