Las consecuencias no reconocidas de falla, especialmente si la falla impacta en la seguridad del personal, puede tener consecuencias inaceptables moral y jurídicamente, así como importantes costes financieros. Las tendencias recientes en materia de seguridad eléctrica en el lugar de trabajo, arrojan una nueva luz sobre la necesidad de confiabilidad para determinados equipos de energía eléctrica y sistemas de control. Una tendencia es la creciente atención prestada a la mitigación de los riesgos de arco eléctrico en los sistemas de energía eléctrica. Históricamente, los dispositivos de protección del circuito sirven para proteger los componentes en el sistema eléctrico de sobrecarga o daños por cortocircuito. Ahora hay una expectativa adicional de estos dispositivos. La selección de los equipos de protección personal (PPE por sus siglas en inglés) para proteger al personal contra los peligros térmicos de un evento de arco eléctrico, como se ilustra en la Figura 1, se basa en la funcionalidad del diseño del circuito de los dispositivos de protección. Si estos dispositivos no funcionan según lo previsto, la exposición a energía térmica y a la onda expansiva puede ser de una magnitud mayor a la esperada. La fotografía en la figura 2 muestra un evento de arco eléctrico en curso. El análisis de destello de peligro del arco y la selección de los PPE dependen de que los dispositivos de protección funcionen como fueron diseñados. En otras palabras, el mantenimiento de ciertos dispositivos y sistemas son fundamentales para la seguridad del personal que interactúa con el equipo de energía eléctrica. Los interruptores deben funcionar como nuevos. Los dispositivos de sobrecarga deben operar conforme a la configuración de tiempo y documentación diseñada. Si los interruptores o dispositivos de protección dependen de una fuente de alimentación externa, el sistema de potencia de disparo (por lo general las baterías y el cargador de la batería) debe funcionar como fue diseñado. Si el dispositivo de protección es un fusible, debe cumplir con las especificaciones de diseño y el tipo, clase y calificación del análisis documentado de arco eléctrico.

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Figura 1.- El Equipo de Protección Personal clasificado contra Arco es seleccionado sobre la base de parámetros de diseño de dispositivos de protección del circuito.
(Foto cortesía de Coastal Training Technologies, ahora parte de DuPont Sustainable Solutions)

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Figura 2: La magnitud de la energía térmica en un evento de arco eléctrico depende de la la confiabilidad del dispositivo de protección contra corriente en el circuito de alimentación.
(Foto cortesía de Coastal Training Technologies, ahora parte de DuPont Sustainable Solutions)

Los Equipos y sistemas que sirven para mitigar los peligros del arco eléctrico son ejemplos de medidas de control técnico que describen de forma genérica en las normas de los sistemas de seguridad en el trabajo, tales como la ISO 14001 Sistemas de Gestión Ambiental, OHSAS 18001 de Seguridad Ocupacional y Norma de Administración de Salud, la ILO - Directrices de Seguridad Ocupacional y Sistemas de Administración de Salud, ANSI Z10 Salud Ocupacional y Sistemas de Administración de Seguridad y la CSA Z1000 Salud Ocupacional y Administración de seguridad. Estas normas están bien armonizadas como se muestra en la Figura 3 sobre las medidas de control integral de riesgo. Además, están armonizadas en la forma en que estas medidas igualmente importantes son clasificadas en orden descendente relativo a su eficacia. Las tres principales medidas se alinean con los conceptos de mantenimiento y confiabilidad de los sistemas de re-ingeniería y el equipo para eliminar los defectos y las causas de fracaso. Estas medidas de control establecen la seguridad inherente de funcionamiento del diseño del sistema eléctrico.

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 Figura 3.- La jerarquía de las medidas de control de riesgos. Los controles de ingeniería se destacaron como un enfoque de este artículo

La tercera medida, controles de ingeniería, incluye hardware, equipos y sistemas diseñados cuya intención es la de prevenir o limitar la exposición a un peligro conocido. Además de la actuación normal del circuito de los dispositivos de protección que protegen a las personas del arco eléctrico y de explosión en condiciones de falla, otros ejemplos de controles de ingeniería comúnmente aplicados a salvaguardar al personal de descargas y/o de arco eléctrico son: Cubiertas de las Cajas de los equipos y paneles de acceso que sirven para evitar el contacto con partes energizadas al descubierto durante las operaciones normales, la conexión a tierra y equipos de unión y de hardware que evitan una descarga eléctrica, permitir la operación de dispositivos de protección durante las fallas a tierra, prevenir la formación de arcos en rutas de retorno de falla (de especial preocupación en ambientes inflamables y explosivos) y evitar la presencia de tensión peligrosa en los armarios, cajas, y las estructuras durante la operación normal, y los interruptores de circuito de falla que evitan una descarga eléctrica fatal. Ejemplos de controles de ingeniería para riesgos eléctricos se muestran en la Figura 4.

  • Sistemas de conexión y puesta a tierra
  • Dispositvos de protección para sobrecargas
  • Sistemas de disparo interruptores de energía Circuit breaker tripping power systems
  • Circuitos interruptores de falla a tierra
  • Conexión a tierra de alta resistencia para sistemas de energía
  • Cajas de protección para salvaguardar las partes energizadas
  • Cables de alimentación aislados para herramientas y aparatos

 Figura 4: Ejemplos de controles de Ingeniería comúnmente aplicados para mitigar el riesgo eléctrico

Los controles de ingeniería funcionan automáticamente para realizar su función. Una limitación importante de los controles de ingeniería es que pueden quedar fuera de servicio debido a una instalación inadecuada, deficiencias en la puesta en marcha o pruebas funcionales, o deficiencias de mantenimiento. Desafortunadamente la mayoría de los controles de ingeniería para riesgo eléctrico fallan inseguros, sin advertencia de que la funcionalidad se ha visto comprometida. Una falla oculta puede pasar desapercibida hasta que se produce una lesión.

La aplicación de RCM incluye la identificación de equipos críticos en su contexto de operación (es decir, la seguridad, el tiempo de actividad, etc), la comprensión de las consecuencias de la falla, el establecimiento de objetivos, establecer prioridades y asignar recursos limitados para alcanzar los objetivos de mantenimiento. Entre los ejemplos de herramientas de administración de confiabilidad podemos citar el Análisis del Efecto de Modo de Falla, el análisis de Pareto y otras herramientas estadísticas, sin embargo, estos métodos por sí solos no pueden identificar los equipos eléctricos esenciales para la seguridad eléctrica. El primer paso para identificar el contexto operativo para identificar el hardware, equipos y sistemas que incluyen medidas de control de riesgos eléctricos. Algunos ejemplos han sido mencionados en este artículo, sin embargo, puede haber otros únicos para una instalación específica o complejo industrial. No todas las fallas del equipo eléctrico tiene un impacto directo sobre el personal expuesto a la descarga o lesiones de arco eléctrico. Una falla en el cable de alimentación puede tener un impacto significativo sobre la producción y el tiempo de actividad, pero poco impacto en la seguridad. Por otra parte una falla oculta parte de la protección de arco eléctrico tiene un impacto muy significativo sobre la seguridad.

Tres recursos que se ocupan de la aplicación de RCM al equipo eléctrico incluyen estos documentos y están disponibles en la National Fire Protection Association (NFPA) y el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE):

  • NFPA 70B-2010 Prácticas Recomendadas para el Mantenimiento de Equipo Eléctrico.
  • IEEE 902-1998 Guía para la Operación de Mantenimiento y Seguridad para los sistemas de energía comerciales e industriales.
  • IEEE 3007.2-2010 Practica Recomendada para los Sistemas de Energía Comerciales e Industriales (Nota: IEEE 902 será descontinuado en el futuro cercano y será reemplazado por esta y otras dos nuevas normas, IEEE 3007.1 Practica Recomendada para la operación de Sistemas de Energía Comercial e Industrial, y la IEEE 3007.3 Práctica Recomendada para la Seguridad Eléctrica en los Sistemas de Energía Comerciales e Industriales.) Esta nueva norma expande significativamente el tratamiento de RCM encontrado en la IEEE 902.

 Los Sistemas de administración de Mantenimiento y Confiabilidad consisten en la aplicación de herramientas para evaluar y dar prioridad a la aplicación de recursos limitados para maximizar los beneficios para la empresa. Los parámetros clave generalmente incluyen las operaciones de tiempo de actividad, tiempo medio entre fallas de los equipos críticos, la proporción de mantenimiento planificado y programado vs mantenimiento de emergencia por falla, la calidad de los programas de mantenimiento predictivo y preventivo, y cualificaciones de los trabajadores y el conocimiento en las competencias de mantenimiento crítico. Un desafío para cualquier organización que persigue la excelencia en la seguridad eléctrica y en la confiabilidad y el mantenimiento es la integración de los medios para alcanzar estos objetivos. Es probable que sea útil contratar un equipo multidisciplinario, incluyendo expertos eléctricos, profesionales de la seguridad y expertos en confiabilidad. Cada una de estas especialidades trae una perspectiva única al analizar el rendimiento de la confiabilidad de los equipos eléctricos y equipos que sirven a una función de seguridad crítica. Los profesionales de la seguridad son por lo general expertos en sistemas de gestión de la seguridad, pero no en los detalles de seguridad eléctrica. Los profesionales eléctricos pueden tener conocimiento de la tecnología eléctrica y cómo funcionan las cosas, pero no son expertos en sistemas de administración de seguridad y sistemas de mantenimiento y confiabilidad. Los expertos en Mantenimiento y Confiabilidad están cualificados en la evaluación de la criticidad funcional, pero pueden no estar familiarizados con los detalles de la gestión de la seguridad o los sistemas eléctricos. Los gerentes de mandos medios y superiores no pueden ser expertos en cualquiera de estas competencias, pero tienen las llaves a los recursos financieros y humanos para resolver y gestionar las cuestiones de importancia para la organización. En conjunto, sus habilidades, conocimientos y responsabilidades puede crear una extraordinaria colaboración y la sinergia para evaluar y mejorar tanto el programa de seguridad eléctrica y tiempo de actividad de los sistemas eléctricos. Este equipo de colaboración podría empezar por responder a estas preguntas:

  • ¿Está la visibilidad de los sistemas eléctricos en el programa de confiabilidad y mantenimiento alineada con la dependencia de la organización en el tiempo de actividad y confiabilidad de la energía eléctrica crítica y los sistemas de control?
  • ¿El programa de confiabilidad y mantenimiento implica la participación de expertos eléctricos familiarizados con los sistemas eléctricos críticos en proporción a la dependencia de la organización sobre la disponibilidad y confiabilidad de estos sistemas eléctricos?
  • ¿Está familiarizado con la norma ANSI Z10 Salud Ocupacional y Sistemas de Administración de Seguridad, o CSA Z1000 de Salud Ocupacional y Administración de Seguridad, u otras normas reconocidas a nivel mundial para sistemas de administración de seguridad?
  • ¿Cómo estas normas se relacionan a los sistemas de administración de mantenimiento y confiabilidad de su organización?
  • ¿Qué papel juega su programa de mantenimiento y confiabilidad en su programa de seguridad eléctrica?
  • ¿Qué confiabilidad espera para los equipos críticos para la seguridad personal? Esto es diferente a los objetivos de confiabilidad para el tiempo de actividad de manufactura o de servicios?
  • ¿Cómo calificaría la colaboración y la sinergia entre los profesionales de la seguridad, profesionales del mantenimiento, los miembros clave de la administración, y los expertos eléctricos con respecto a llevar a cabo mejoras en la seguridad eléctrica y la confiabilidad y los programas de mantenimiento en su organización?

La discusión de estas cuestiones y temas tangenciales que probablemente puedan pasar, pueden ayudar a las organizaciones a optimizar la aplicación de RCM a los equipos críticos para la seguridad eléctrica.

Al llevar a cabo el análisis crítico descrito en este artículo, una organización puede desarrollar un mejor entendimiento de cómo la gestión de su programa de seguridad eléctrica acoplado muy de cerca con su programa de mantenimiento y confiabilidad, impulsará beneficios a través de un amplio conjunto de objetivos de desempeño de negocios. Los beneficios abarcan mejor utilización de la energía, mejora de la entrega a tiempo, menos emisiones al medio ambiente, óptima seguridad para el personal, mejora de la utilización de materias primas, mejora de rendimiento de primer paso, y el aumento de tiempo de actividad de las operaciones.

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