En muchos casos, las recomendaciones de estas normas son utilizadas por las fuerzas gubernamentales (tales como OSHA), inspectores municipales de edificios e incluso las compañías de seguros como base de los mandatos y exigirlos sean cumplidos en corporaciones e individuos de todo el mundo. En este artículo exploraremos las normas y sus implicaciones en los termógrafos y en los programas eléctricos de mantenimiento preventivo.
La La Asiciacion Nacional de Proteccion contra el Fuego (NFPA National Fire Protection Association) de los EEUU se creó en 1896 y se ha convertido en el principal defensor mundial de prevención de incendios. La influencia de sus 300 códigos y normas son evidentes en los edificios, productos y prácticas en todo el mundo. Los códigos de la NFPA son adoptadas a través de un amplio consenso de expertos, y han dado lugar a algunos de los códigos de referencia más respetados del mundo.
NFPA 70, también conocido como el Código Eléctrico Nacional (NEC National Electric Code), es el estándar desarrollado para el diseño eléctrico, instalación e inspección. No se ocupa específicamente de mantenimiento eléctrico o prácticas de trabajo seguras. Para los estándares de consenso sobre estos temas nos dirigimos a la NFPA 70B y la NFPA 70E, respectivamente.
A pesar de que la NFPA no tiene autoridad reguladora, sus códigos y estándares son ampliamente adoptado, o referidos, por organismos como los municipios locales y OSHA - muchas veces haciendo que las normas sean de facto un requisito reglamentario para las empresas. De hecho, en agosto del 2007, la OSHA aprobó los aspectos de la NFPA 70E, y el NEC, en una rara revisión de su norma (OSHA) 1910.303 Subparte S, afirmando que la agencia "basa en gran medida de" la edición de 2000 de la NFPA 70E, como así como la edición de 2002 de la NEC.
En otros casos, las aseguradoras pueden hacer referencia a las normas como mejores prácticas de gestión e incluso pueden requerir aspectos de estas normas como requisito para mejores tasas o como un requisito previo para la asegurabilidad. Muchas compañías de seguro requieren que los fabricantes inspeccionen sus equipos críticos de distribución eléctrica, al menos anualmente, según la NFPA 70B.
Los Peligros del Destello de Arco
Uno de los peligros que estas normas están diseñadas para mitigar, es el riesgo de un destello de arco eléctrico. Un destello de arco es un corto circuito (una falla de fase-a-fase o fase-a-tierra) a través del aire. Los incidentes del destello de arco pueden ser desencadenados por una variedad de causas electro-mecánicas y accidentales como: polvo, la corrosión e impurezas en las superficies de contacto, estanterías y la sustitución de los interruptores de fusibles, insuficiencia de material aislante; rompimiento de las puntas en las conexiones, contacto accidental con conductores con cuerpo, herramientas, tornillos o piezas de metal.
El destello de arco en si puede alcanzar temperaturas en exceso de 19,500°C produciendo destellos ocultos, haciendo que los sistemas de barras de cobre y cableado lleguen a un estado de plasma (el cuarto estado de la materia después de líquido y gas) haciendo que el cobre se expanda más de 67.000 veces su tamaño del estado solido. Este resultado de una "explosión de arco" es una explosión similar a la de una bomba que libera miles de kilogramos de fuerza, llevando consigo metralla fundida y una super-bola de fuego caliente que a menudo golpea los paneles de acero fuera de las bisagras y los tornillos (véase la figura 1). El resultado neto puede ser total destrucción de los activos de la planta en contacto directo con la explosión, y la interrupción de los procesos de la planta. Si un termógrafo, electricista o trabajador resulta que estaba trabajando cerca del equipo afectado por la explosión, los efectos para el trabajador y sus familias podrían ser devastadoras.
El calor generado por el destello de arco puede causar quemaduras de 3er grado. La onda expansiva de la explosión puede romper los órganos internos, daños auditivos y causar lesiones si el trabajador es lanzado hacia otras estructuras. La metralla y los paneles en vuelo pueden tener efectos evidentes al atravesar por el aire, y potencialmente a través de cualquier persona, en las proximidades de la explosión.
Cada año en América del Norte, de 5 a 10 incidentes graves de destello de arco se producen cada día, teniendo como resultado la necesidad de tratar a más de 2.000 trabajadores en los centros de quemados (se estima que se producen muchos más que sólo requieren la atención de la sala de emergencia y, por lo tanto, no se categorizan en los estudios). Los costos financieros de estos accidentes se estiman en cientos de millones de dólares al año, mientras que los efectos sobre los trabajadores, y las vidas de sus familias, no pueden ser representados en dinero.
NFPA 70B
NFPA 70B es un estándar para la aplicación de un programa efectivo Mantenimiento Preventivo Electrico (EPM). "El propósito de este programa es reducir el riesgo a la vida y los bienes que pueden derivarse de la falta o mal funcionamiento de los sistemas y equipos eléctricos." Afirma que "Un buen programa administrado por EPM reduce los accidentes, salva vidas y minimizar el costoso de las averías y paradas imprevistas de los equipos de producción "." Sin un programa de EPM, la gestión supone un riesgo mucho mayor de un fallo eléctrico y sus graves consecuencias ".
70B prosigue afirmando que "la fiabilidad puede ser diseñada y construida en el equipo, pero se requiere de mantenimiento eficaz para que se mantenga confiable." "El deterioro del equipo eléctrico es normal, pero la falla en el equipo no es inevitable. Tan pronto como los nuevos equipos están instalados, un proceso de deterioro normal comienza. Si no se vigila, el proceso de deterioro puede causar un mal funcionamiento o una avería eléctrica ... Un programa de EPM eficaz identifica y reconoce a estos factores y prevé medidas para hacer frente a ellos ". 70B esboza los siguientes beneficios de un programa de EPM:
Protección de activos - "La experiencia demuestra que el equipo dura más y funciona mejor cuando está cubierto por un programa de EPM".
Administración de Riesgos - "Un programa de EPM es una forma de protección contra accidentes, pérdida de producción, y la pérdida de utilidades".
Conservación de Energía - "El equipo que se mantiene bien opera de manera más eficiente y utiliza menos energía."
Mayor tiempo de actividad y de rentabilidad - a través de una "reducción de la interrupción de la producción" y "mejor mano de obra y el aumento de la productividad"
Mejora de la Moral de los empleados y reducción del ausentismo
Posible reducción en los costos del seguro - debido a la alternativa de "alto costo de mantenimiento inadecuado."
NFPA se refiere a que las inspecciones termográficas eléctricas sistemáticas y regulares deben ser una parte fundamental de un programa de EPM afirmando que "estas inspecciones (termografía) han descubierto un gran número de situaciones potencialmente peligrosas. Un diagnóstico propio y las medidas correctivas de estas situaciones también han contribuido a evitar numerosas pérdidas importantes ... Pueden reducir los típicos exámenes visuales y las tediosas inspecciones de los manuales y son especialmente eficaces en la detección de situaciones de largo alcance." Continua hasta que abarca el tema de que la inspección termográfica eléctrica como" relativamente barata de utilizar teniendo en cuenta el ahorro por la prevención de daños al equipo y las interrupciones del negocio .. . (y es) considerada una herramienta útil para evaluar el trabajo de reparación anterior y poner a prueba nuevas pruebas de las instalaciones eléctricas y los nuevos equipos estando en garantía. "
La norma 70B establece "las inspecciones rutinarias de infrarrojos de los sistemas de energía eléctrica se deben realizar anualmente, antes del cierre. Inspecciones infrarrojas más frecuentes, por ejemplo, trimestral o semestralmente, se deben realizar cuando esté justificado por la experiencia de pérdida, la instalación de equipos eléctricos nuevos, o cambios en el medio ambiente, operacionales, o condiciones de carga. "
70B también establece que la temperatura de evaluación comparativa y hace referencia a NETA como se ve en la Tabla 1. La tabla NETA compara las temperaturas a "normal" (como "determinado por un técnico cualificado") y prescribe una acción correctiva basada en las desviaciones de lo "normal".
Es importante recordar que la temperatura (T) y loas diferentes medidas de temperaturas (ΔT) son tan precisas como la óptica a través de la cual el objeto se está viendo. Por lo tanto, es imperativo que los usuarios de las ventanas de infrarrojos, o paneles de visualización, compensen cualquier atenuación en la transmisión.
La norma es muy específica sobre la realización de " inspecciones operando" (inspecciones llevadas a cabo cuando los equipos están operando) y exige que "las inspecciones infrarrojas se deben realizar durante los períodos de carga máxima, pero no menos del 40 por ciento de la carga nominal de la instalación eléctrica objeto de la inspección. "En los casos en que no existan ventanas IR o paneles de visión", el compartimiento del equipo debe ser abierto para ver los componentes siempre que sea posible ... ", ya que no es posible de imágenes infrarrojas calcular la temperatura interior a través de cubiertas de paneles estándar o materiales estándar utilizados en los paneles de inspección visual (es decir, el vidrio templado o plexiglás) ya que estos materiales no son transmisivos en el espectro infrarrojo.
Por supuesto, cuando los termógrafos y electricistas abren los paneles eléctricos para realizar inspecciones termográficas conforme a las regulaciones NFPA 70B y los requisitos de las compañías aseguradoras, aumentan el riesgo de permitir que uno de estos disparadores se produzca. NFPA 70E clasifica la remoción de los paneles atornillados en los aparatos eléctricos en la categoría mas alta de peligro/riesgo. En consecuencia, las normas NFPA 70E para la seguridad eléctrica se deben seguir.
NFPA 70E
Lanzada por primera vez en 1979, la norma 70E es "para uso de los empleadores, empleados y OSHA." Su propósito era ayudar a la OSHA en la preparación de un conjunto de normas de consenso para ser utilizadas como una base para evaluar la seguridad eléctrica en el lugar de trabajo. A través de sus ocho revisiones en 30 años, la norma NFPA 70E ha dejado una marca indeleble en las prácticas de seguridad en el trabajo en todos los EE.UU., y el mundo. Sin embargo, su mayor impacto sólo ha sido reconocido en las revisiones del año 2000, que incluyó la clarificación de los requisitos del EPP (Equipo de Protección Personal). En parte, la Norma 70E actual requiere que los empleadores:
- Realizar un Análisis de Riesgos para definir los Límites del destello de arco y documentar los niveles de energía de incidentes de los equipos o consultar las tablas 130.7 (C)(9)
- Proporcionar a los trabajadores con los niveles adecuados de EPP
- Sólo personal calificado puede trabajar en o cerca de las partes energizadas
- Capacitar a los trabajadores sobre la seguridad eléctrica y las prácticas de trabajo seguras
- Utilizar las señales de seguridad, los símbolos y las etiquetas de prevención de accidentes,
- Proporcionar herramientas para un trabajo seguro
Jerarquía del Control
En el corazón de las iniciativas de la NFPA 70E y de OSHA esta la jerarquía de control (como se indica en el anexo F de la edición 2009 del 70E). En pocas palabras, este concepto intenta controlar o mitigar los riesgos siempre que sea posible. En orden de preferencia, la jerarquía de control tiene como objetivo mitigar los riesgos por:
- Eliminación de Riesgos
- Substitución (con menos riesgo)
- Controles de Ingeniería (tales como paneles resistentes al destello de arco)
- Practicas de Seguridad del trabajo
- EPP
En resumen, la mejor manera de reducir el riesgo es eliminarlo. Esta es la razón por la que NFPA 70E y OSHA declaran muy claramente que los aparatos eléctricos deben estar desconectados antes de la apertura. Dándose cuenta de que esto no siempre es posible para la solución de problemas, el control o en situaciones donde el cierre no es viable o representa un riesgo, hay un margen para que el EPP sea utilizado como último recurso - similar al método menos preferido en la jerarquía de control.
La Interpretación Linhardt OSHA 1910.303 indica claramente que "... con respecto a la prevencion del peligro por quemadura de destello de arco, las disposiciones generales para la selección y el uso de prácticas de trabajo ... por lo general requieren des-energización de las partes vivas antes de que un empleado trabaje en o cerca de ellos. "
Aunque la OSHA recomienda que "los empleadores consulten las normas de consenso como la NFPA 70E-2004," no llegan a apoyar plenamente las tablas 130.7 (C) (9) de recomendaciones de EPP. Además, están registrados en la interpretación Linhardt diciendo que parte de la protección del EPP, y la falta de requisitos de bloqueo y etiquetado (LOTO), no ofrece a los trabajadores la protección de lo ofrecido en la subparte S.
Tenga en cuenta que el mandato de la OSHA para los empleadores es eliminar el riesgo de lesión en el lugar de trabajo siempre que sea posible y práctico. Con este fin, EPP siempre queda corto de la meta de la OSHA de cero tolerancia. La edición 2009 de la 70E (130.7 (A) FPM Nº 1) afirma claramente los límites del EPP:
"Los requisitos del EPP de la 130.7 están destinados a proteger a una persona del destello de arco y los peligros de una descarga. Si bien algunas situaciones pueden provocar quemaduras en la piel, incluso con la protección seleccionada, lesiones por quemaduras se deben reducir y sobrevivir. Debido a los efectos explosivos de algunos eventos de arco, lesiones de trauma físico pueden ocurrir. Los requisitos sobre EPP de la 130.7 no se ocupan de la protección contra el trauma físico que no sea la exposición a los efectos térmicos del destello de arco".
NFPA 70E y Termografia
Un nuevo lenguaje ha sido introducido en la edición 2009 de la NFPA 70E. Entre otros cambios, el más notable para los termógrafos es la adición de la termografía infrarroja como una tarea señalada en el Cuadro de de Clasificaciones de peligro/riesgo 130.7 (C) (9).
El ahora famoso Cuadro de clasificaciones de peligro/riesgo intenta orientar a los trabajadores y directivos de los niveles adecuados de protección personal cuando completa el análisis de la energía incidente ( " análisis de peligros del destello de arco") no se ha realizado. El cuadro hace ciertas suposiciones acerca de "... la capacidad máxima de corto circuito y los tiempos de despeje de fallas máximas ..." los Sistemas que no se encuentren es estos supuestos requieren un análisis completo.
La calificación de "realizar (able) termografía infrarroja y otras inspecciones sin-contacto fuera de los límites del enfoque restrictivo" se ha dado una categoría de peligro/riesgo igual a la de "abrir cubiertas que usan bisagras (para exponer conductores de energía eléctrica o partes de circuito) "- que es una categoría 3 (de 4) de peligro, en conmutadores de 1kV a 38kV. Retirar las cubiertas que tienen pernos para que se puedan realizar las inspecciones aún tiene una categoría 4 (de 4) de peligro/riesgo en la mayoría de aplicaciones de 600V y superior.
Así que el mensaje es claro que la preparación de un gabinete para abrir el panel para una inspección termográfica, y la realización de inspecciones termográficas con el panel abierto son actividades de alto riesgo que requieren precauciones incluyendo el uso del EPP adecuado para proteger a los trabajadores de los posibles efectos térmicos de un destello de arco. Pero recuerde, no sólo es de alto riesgo para los trabajadores, sino también de alto riesgo para los procesos y activos de la planta, que, a su vez, significa un riesgo para las utilidades.
Cerrado y vigilado
Las ventanas IR incorporan un lente especial (generalmente hechas de un polímero o cristal) que permite a las longitudes de onda de infrarrojos transmitir a través de la óptica, en última instancia, para ser capturado e interpretado por un reproductor de imágenes de infrarrojos o cámara. Las ventanas de infrarrojos se puede instalar en las tapas o puertas de los equipos de distribución eléctrica, tales como interruptores, transformadores, MCC, paneles PDU y cajas de terminación de motor para nombrar unos cuantos.
Debido a que las ventanas IR permiten a los termografistas realizar inspecciones termográficas, dejando las tapas del panel y las puertas cerradas (Figura 2), los termografistas "no están expuestos a los conductores de energía y componentes de circuitos" y no se "rompe el plano" del gabinete. En términos de la NFPA, el panel eléctrico sigue estando "cerrado" y los conductores de energía y componentes de circuitos se mantienen en una condicion de "vigilancia". El estado del interior del gabinete, por lo tanto, no cambia y el nivel de peligro/riesgo es el mismo que si el termografista simplemente pasa caminando por el equipo en cuestión.
En última instancia, mediante la utilización de este proceso de inspección a panel cerrado, las empresas eliminan el 99% de los desencadenantes del destello de arco eléctrico durante una inspección infrarroja. O, como se indica en la NFPA 70E: "En condiciones normales de funcionamiento, el equipo cerrado energizado que ha sido correctamente instalado y mantenido es probable que no plantee un riesgo de destello de arco". Es por esto que el alcance de los requisitos del EPP en 70E se limita a "prácticas de trabajo relacionadas a seguridad con procedimientos eléctricos para los empleados que están expuestos a un peligro eléctrico ... "Los trabajadores que están usando equipo "cerrado "y "vigilado" que esta "propiamente operado" ," correctamente instalado ", y" mantenido adecuadamente "no son expuestos a un peligro eléctrico y, por tanto, no es necesario (por 70E) utilizar niveles elevados de EPP.
Sin embargo, en el caso de que el propósito de la inspección es para solucionar un error de sospecha, que podría causar un destello de arco, entonces para los empleadores y termografistas sería prudente tomar todas las precauciones aplicables (de conformidad con 70E, artículo 130.3 (I) - incluyendo el uso de protección personal adecuado, ya que "... en la mayoría de los casos las puertas cerradas no ofrecen una protección suficiente para eliminar la necesidad de EPP para los casos en que el estado de los equipos se sabe que cambia fácilmente ..."
En pocas palabras, las ventanas IR no son un "dispositivo de protección" y no hay ninguna ventana en el mercado que sea estructuralmente sólida como el acero, que sea tan fácilmente destrozadas en una explosión no ventilada.
Los tres principales fabricantes de ventanas IR han realizado diversas pruebas de resistencia al de 50kA contra el destello de arco en equipos de conmutación con ventanas IR en su lugar. Estas pruebas sólo confirman que las ventanas u otros componentes que no caen en una posición cerrada, y que no interfieren con los mecanismos de seguridad en el panel resistente al arco. Es el diseño del conmutador resistente al arco, no las ventanas IR, el que redirigen las fuerzas y el calor de la explosión fuera de las puertas del panel y lejos del personal.
Las Ventanas IR, como los paneles de visualización visual comúnmente incluidos en las pruebas de resistencia al arco, son un dispositivo preventivo. Están destinados a mantener una separación entre el termografista y los componentes energizados, y eliminar así un mayor riesgo para el termografista u otros trabajadores provocando un destellos de arco.
Resumen
La NFPA ha tenido impactos de gran envergadura en la mejora de la seguridad de los equipos eléctricos y prácticas de trabajo seguras, no sólo en los Estados Unidos, sino en todo el mundo, dondequiera que se adopten las normas.
Las empresas que buscan mejorar la rentabilidad, el tiempo de actividad y la seguridad, deben estudiar las recomendaciones en el estándar NFPA 70B para Mantenimiento Preventivo Electrico. A fin de reforzar la seguridad y reducir el riesgo a la planta y del personal, la norma 70E es casi de lectura obligatoria, sobre todo porque los reguladores de OSHA llevan una copia de la norma con ellos como una referencia para la seguridad eléctrica en el lugar de trabajo.
Es significativo que las normas den valor a las inspecciones termográficas eléctricas como una parte crítica de un programa de EPM. Las Ventanas IR han proporcionado una forma para que las empresas cumplan con las recomendaciones para los procesos de inspección, cumpliendo con los mandatos para evitar el destello del arco.
La NFPA y la OSHA concuerdan en que los equipos eléctricos no deben ser abiertos a menos que esten desenergizados. Sin embargo, las excepciones a esta regla son para conductores y piezas de circuito de menos de 50V, así como los casos en que el des energizar el equipo creará mayores riesgos, o para tareas en las que poner el equipo en un estado libre de energía sería "inviable".
Las ventanas IR ofrecen a las empresas y los termógrafos un lugar más seguro, de manera más eficiente para realizar una inspección, mientras se mantiene una condición cerrada y vigilada para los conductores energizados y partes del circuito. También se preserva un estado de equilibrio en el interior del gabinete. Este proceso de inspección a panel cerrado, eliminara el aumento del nivel de riesgo asociado con las inspecciones a panel abierto, y eliminar el requisito de niveles elevados de EPP.
Las ventanas IR ayudan a las empresas a cumplir con las normas y agilizan el tiempo de inspección, al mismo tiempo mejoran la seguridad de los termografistas, los activos de la planta y los procesos. En última instancia, las ventanas IR ayudan a las empresas a ahorrar tiempo, dinero y estar a salvo.
Martin Robinson es un muy buscado instructor y orador de temas incluyendo ventanas infrarrojas y termografía en general, mantenimiento preventivo eléctrico, monitoreo basado en condición, "energía verde", y las normas de seguridad eléctrica. Con más de 15 años de experiencia práctica en el campo, la experiencia de Martin es también valorada en varios comités, como el Instituto Británico de Ensayos No Destructivos - En 1997, fundó Global Maintenance Technologies, que ofrece servicios de Monitoreo de Condición y de administración de energía a algunas de las empresas más reconocidos de Londres y el sureste de Inglaterra. Martin también formó IRISS, Inc, que fabrica ventanas IR quien fabrica las únicas ventanas IR de grado Industrial del mundo. Martín vive actualmente en Sarasota, FL, Martin es un esposo devoto y el orgulloso padre de 8. Puede ser contactado en m.robinson@iriss.com