DTI N.º 6 Incidencias eléctricas en obras de construcción. Adrián Jesús Navarro Rodríguez. ICASEL

AÑO 2020

DTI – 6 Documento Técnico ICASEL

INCIDENCIAS ELÉCTRICAS EN OBRAS DE CONSTRUCCIÓN Redactor:

Adrián Jesús Navarro Rodríguez Técnico del Programa de Seguridad e Higiene.

(ICASEL)

El presente documento pretende hacer ver la importancia del mantenimiento y evaluación de las instalaciones y equipos eléctricos existentes en obras.

1. ANTECEDENTES Tras la realización de múltiples visitas a obras de construcción, se ha detectado que la mayoría de las deficiencias están relacionadas con el riesgo eléctrico; estas deficiencias son reiterativas, debido principalmente a dos causas: a) Los equipos son transferidos de una obra a otra sin que se evalúe su estado y/o el uso que se les va a dar. b) No se realiza ni documenta el mantenimiento preventivo.

El presente documento es fruto del cumplimiento de una de las funciones principales del Instituto Canario de Seguridad Laboral como es la de promoción de la prevención y el asesoramiento técnico.

2. DEFINICIÓN DE RIESGO ELÉCTRICO Según lo dispuesto en el Anexo I del del R,D, 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico, se entenderá como:  Riesgo eléctrico: riesgo originado por la energía eléctrica. Quedan específicamente

incluidos los riesgos de: a) El choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto eléctrico directo), o con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto eléctrico indirecto). b) Quemaduras por choque eléctrico, o por arco eléctrico. c) Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL d) Incendios o explosiones originados por la electricidad El R.D. 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, incluye la ITC BT 01 de TERMINOLOGÍA. En relación a este documento, se destacan las siguientes definiciones:  APARAMENTA

Equipo, aparato o material previsto para ser conectado a un circuito eléctrico con el fin de asegurar una o varias de las siguientes funciones: protección, control, seccionamiento, conexión.  CONTACTO DIRECTO

Contacto de personas o animales con partes activas de los materiales y equipos.  CONTACTO INDIRECTO

Contacto de personas o animales domésticos con partes que se han puesto bajo tensión como resultado de un fallo de aislamiento.  CORRIENTE DE CONTACTO

Corriente que pasa a través de cuerpo humano o de un animal cuando está sometido a una tensión eléctrica. 

CORRIENTE DE PUESTA A TIERRA

Corriente total que se deriva a tierra a través de la puesta a tierra.  ENVOLVENTE

Elemento que asegura la protección de los materiales contra ciertas influencias externas y la protección, en cualquier dirección, ante contactos directos.  INSTALACIÓN ELÉCTRICA Conjunto de aparatos y de circuitos asociados, en previsión de un fin particular: producción, conversión, transformación, transmisión, distribución o utilización de la energía eléctrica. 

INSTALACIÓN DE PUESTA A TIERRA

Conjunto de conexiones y dispositivos necesarios para poner a tierra, individual o colectivamente, un aparato o una instalación.

INSTALACIONES PROVISIONALES Son aquellas que tienen, en tiempo, una duración limitada a las circunstancias que las motiven: Pueden ser: – DE REPARACIÓN. Las necesarias para paliar un incidente de explotación.

– DE TRABAJOS. Las realizadas para permitir cambios o transformaciones de las instalaciones, sin interrumpir la explotación.

– SEMI-PERMANENTES. Las destinadas a modificaciones de duración limitada, en el marco de actividades habituales de los locales en los que se repitan periódicamente (ferias).

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL – DE OBRAS. Son las destinadas a la ejecución de trabajos de construcción de edificios y similares.  INTERRUPTOR DIFERENCIAL

Aparato electromecánico o asociación de aparatos destinados a provocar la apertura de los contactos cuando la corriente diferencial alcanza un valor dado.  ALTA SENSIBILIDAD

Se consideran los interruptores diferenciales como de alta sensibilidad cuando el valor de esta es igual o inferior a 30 mA.  MASA

Conjunto de las partes metálicas de un aparato que, en condiciones normales, están aisladas de las partes activas.

Las masas comprenden normalmente: – Las partes metálicas accesibles de los materiales y de los equipos eléctricos, separadas de las partes activas solamente por un aislamiento funcional, las cuales son susceptibles de ser puestas en tensión a consecuencia de un fallo de las disposiciones tomadas para asegurar su aislamiento. Este fallo puede resultar de un defecto del aislamiento funcional, o de las disposiciones de fijación y de protección.

– Por tanto, son masas las partes metálicas accesibles de los materiales eléctricos, excepto los de Clase II, las armaduras metálicas de los cables y las condiciones metálicas de agua, gas, etc.

– Los elementos metálicos en conexión eléctrica o en contacto con las superficies exteriores de materiales eléctricos, que estén separadas de las partes activas por aislamientos funcionales, lleven o no estas superficies exteriores algún elemento metálico.

Por tanto son masas: las piezas metálicas que forman parte de las canalizaciones eléctricas, los soportes de aparatos eléctricos con aislamiento funcional, y las piezas colocadas en contacto con la envoltura exterior de estos aparatos.

Por extensión, también puede ser necesario considerar como masas todo objeto metálico situado en la proximidad de partes activas no aisladas, y que presenta un riesgo apreciable de encontrarse unido eléctricamente con estas partes activas, a consecuencia de un fallo de los medios de fijación (p.ej. aflojamiento de una conexión, rotura de un conductor, etc.).

NOTA: Una parte conductora que solo puede ser puesta bajo tensión en caso de fallo a través de una masa, no puede considerarse como una masa.  TENSIÓN DE CONTACTO

Tensión que aparece entre partes accesibles simultáneamente, al ocurrir un fallo de aislamiento.  TENSIÓN DE DEFECTO

Tensión que aparece a causa de un defecto de aislamiento, entre dos masas, entre una masa y un elemento conductor, o entre una masa y una toma de tierra de referencia, es decir, un punto en el que el potencial no se modifica al quedar la masa en tensión.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL 3. RIESGO DE CONTACTO ELECTRICO INDIRECTO La ITC – BT 08 del del Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión, (en adelante RBT) incluye diferentes sistemas de conexión del neutro y de las masas. El más utilizado en obras suele ser el TT, también pudiendo darse el caso de TN- S o IT.

IT

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IT

La primera letra indica cómo está la alimentación respecto a tierra: T: Conexión directa de un punto de la alimentación a tierra.

I: Aislamiento de todas la partes activas de la alimentación con respecto a tierra o conexión a tierra a través de una impedancia de alto valor.

La segunda letra indica cómo se encuentran las masas de los receptores con respecto a tierra: T: Masas conectadas directamente a tierra.

N: Masas conectadas directamente al punto de la alimentación puesto a tierra.

Las tomas de tierra se realizarán, sin fusibles ni elementos de corte alguno, mediante electrodos o grupos de electrodos enterrados en el suelo, placas enterradas conductor enterrado horizontalmente.

Tal y como ya comentábamos en las obras de construcción, se emplean habitualmente la puesta a tierra de las masas metálicas de los equipos de trabajo que están conectados a la instalación eléctrica asociado esto a un dispositivo de corte automático, el cual produce la desconexión eléctrica del equipo defectuoso (intensidad máxima de defecto 30mA, pudiendo ser 300mA para grúas torres). Con esto se consigue que en el caso de que aparezcan tensiones de defectos en las partes metálicas de los equipos, estas no sean superiores a las de seguridad (24 voltios o 50 Voltios, según estén instalados en locales húmedos y mojados o secos y no conductores, respectivamente).

De lo expuesto se puede extraer que existen dos premisas importantes, para la seguridad de los trabajos contra contactos eléctricos indirectos.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL a) Disponer de una buena instalación de puesta a tierra y que todas las partes metálicas de los equipos que utilicen energía eléctrica estén conectadas a ella. b) Que el dispositivo de corte automático que origina la desconexión (interruptor diferencial), tenga la sensibilidad adecuada (intensidad de fuga máxima de 30mA) y proceda a realizar la desconexión en un tiempo inferior a 0,3 segundos (UNE – EN 61008).

3.1.PUESTAS A TIERRAS SIN PROFUNDIDAD ADECUADA  El electrodo de puesta a tierra sobresale de la superficie del terreno en el que se encuentra instalado.

La ITC BT18 del RBT, en su punto 3.1.(Tomas de Tierra) recoge que los conductores de cobre utilizados como electrodos serán de construcción y resistencia eléctrica según la clase 2 de la norma UNE 21.022. El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m.

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Para dimensionar el electrodo (pica vertical) aplicamos lo expuesto en la ITC BT -18 (R= ρ/ L ) siendo R la resistividad del terreno y L la longitud de la pica enterrada, debemos tener toda la longitud de la pica en contacto con el terreno.

Como se ha indicado anteriormente, el objetivo de la instalación de puesta a tierra no es otro que conseguir que el valor de la toma de tierra sea tan baja que, en el supuesto de que aparezca un defecto eléctrico, a las partes metálicas de los equipos no se generen tensiones de contacto superiores a 24 ó 50 según proceda, entre dichas partes metálicas y tierra.

Por lo que se debe cumplir que (ITC - BT -24): RA x Ia ≤ ULC 7

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL RA = Suma de todas las resistencias de la toma de tierra y de los conductores y masa (Ohmios).

Ia = Corriente de Fuga que pasa a tierra, y permite el funcionamiento de dispositivo de protección interruptor diferencial.

ULC = Tensión de contacto Límite (24V ó 50 V).

3.2.- EQUIPOS DE CLASE I SIN TOMAS DE CORRIENTES Los equipos Clase I (ITC – BT 43 del RBT), son aquellos en los que que la protección contra el choque eléctrico (contacto eléctrico indirecto) no se basa únicamente en el aislamiento principal, sino que existe una medida de seguridad complementaria que consiste en la conexión de las partes conductoras accesibles entre sí y a un conductor de protección puesto a tierra, que forma parte del cableado fijo de la instalación, con ello se prevé que las partes conductoras accesibles no puedan presentar tensiones de contacto peligrosas.

En la siguiente imagen, se muestra una hormigonera para la cual se solicitó su puesta fuera de servicio, al detectarse que el conductor de protección que une las partes metálicas del equipo no estaba conectada a la clavija de conexión, y por consiguiente no estaba conectado a la toma de tierra de la instalación.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL Al no disponer el equipo de trabajo del conductor de protección, conectado a la toma de corriente y encontrándose este en funcionamiento, puede suceder que en el caso de producirse una derivación eléctrica de los conductores activos a las partes metálicas, se generarán corrientes de fuga tales que podrían dar lugar a tensiones de contacto superiores a 24 Voltios. Si esto sucediera, y el trabajador contacta con las partes metálicas y el dispositivo de protección de corriente diferencial – residual no procediera a la desconexión de la instalación en menos de 0.3 segundos, podríamos estar ante un riesgo muy grave, con daños irreversibles para el trabajador.

En obras de construcción es frecuente que exista agua/suelos húmedos en el área de trabajo y más concretamente en la zona de amasado de hormigón, por lo que debemos prever que las tensiones de contactos no sean superiores a 24 Voltios.

Al respecto cabe poner un ejemplo práctico, que viene recogido en el Manual Básico de Seguridad en las Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión, redactado por D. Juan Antonio Calvo Sáez, el cual se puede descargar de la página web del Instituto Canario de Seguridad Laboral (https://bit.ly/2XdGuUb ).

Contacto indirecto.

La puesta en tensión de la masa del motor conlleva la puesta en tensión del conjunto de las partes metálicas del equipo.

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Rn= 10 Ohmios Rt = 80 Ohmios V0 ( fase - neutro ) = 230 Voltios; VL = 24 Voltios (Local húmedo) If = 230 / (80+ 10) = 2.55 Amperios (Ley de Ohm) Por lo tanto la tensión de contacto será de: Uc= (80 x 2,55) = 204 Voltios (Ley de Ohm) Como podemos observar, la tensión de contacto es 204 Voltios muy superior a los 24 Voltios como máximos deseados. Por lo expuesto debemos limitar la corriente de fuga a 30 mA, mediante el interruptor diferencial residual y un tiempo de disparo menor de 0,3 segundos.

Volvemos a realizar los cálculos: Uc= (80 x 0,03) = 2,4 Voltios , inferior a 24 Voltios, siempre para un tiempo de disparo inferior a 0,3 segundos.

4.- INDICE DE PROTECCIÓN ( IP ) La Instrucción técnica complementaria (ITC – BT 33), recoge que todos los conjuntos de aparamenta empleados en las instalaciones de obras deben cumplir las prescripciones de la norma UNE-EN 61.439 - 4. Entre otros cabe destacar que las envolventes, la aparamenta, las tomas de corriente y los elementos de la instalación que estén a la intemperie deberán tener como mínimo un grado de protección IP45.

Grado de Protección

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL Por lo expuesto, en obras de construcción los equipos e instalaciones dispondrán como mínimo de un IP 45, esto es:

IP

Primer Dígito (protección contra la Segundo Dígito (protección contra la penetración de cuerpos sólidos). penetración de agua).

45

Superiores a 1mm

Rociadas desde todas las direcciones

4.1.- FALTA DE ÍNDICE DE PROTECCIÓN EN CUADROS DE OBRAS Es frecuente visualizar un cuadro eléctrico desde el exterior y no considerar que el uso del mismo pueda ocasionar un riesgo para el trabajador, estimándose que cumple con lo establecido en la ITC – BT 33 del RBT. Pero en ocasiones nos llevamos alguna sorpresa cuando procedemos a abrir su puerta, tal y como se puede observar en las siguientes imágenes.

Tal y como se observa, en el interior de los cuadros hay partes activas eléctricas fácilmente accesibles, existiendo un riesgo de contacto directo para el trabajador que proceda a realizar alguna maniobra en su interior, como suele ser desconectar o conectar alguno de los interruptores del circuito eléctrico.

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En ocasiones, se realizan reparaciones en los cuadros eléctricos (CO de obras), no instalándose a posteriori todas las medidas de protección necesarias para cumplir con el IP establecido por el fabricante (mínimo IP 45), bien porque se va a la búsqueda de los elementos a sustituir (aparamenta) o porque se ha considerado que es mejor que no se genere tanto calor en el interior del cuadro (mal diseño de la instalación), generándose el riesgo.

Toda reparación y mantenimiento de las instalaciones eléctricas que se realicen en las obras deberá cumplir con los art. 3 y 4 del RD1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo.

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4.2.- INSTALACION IMPROVISADA DE SUBCUADRO MÓVIL DE OBRAS Según lo especificado en la norma UNE – EN 60439-4 se distinguen dos tipos de conjunto para obras (CO): Conjunto transportable (o semi fijo): CO previsto para utilizarse en lugar dado, sin fijación definitiva, pudiendo variar este lugar dentro de una misma obra. Cuando el equipo se ha de mover a otro sitio, debe primero desconectarse de la alimentación.

Conjunto móvil: CO que puede desplazarse conforme va avanzando la construcción y sin necesidad de desconectarlo de la alimentación.

Suele suceder que estos equipos se instalan sobre superficies no aptas para tales objetivos y se anclan o sujetan de forma no recomendada.

En la siguiente imagen se observa la instalación de un CO, el cual se ha sujetado con unas bridas a un puntal metálico, de forma que el peso propio del equipo hace que este se deforme y se pierda el IP establecido por el fabricante (mínimo IP 45).

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No IP 45

5.- OTROS DEFECTOS 5.1.- CABLES ELÉCTRICOS EN OBRAS. La ITC–BT 025 del RBT especifica que para tomas de corrientes en general, la sección mínima de estas será de 2.5 mm², y para alumbrado 1.5 mm². Por ello debemos hacer siempre un análisis de la intensidad máxima permitida en los conductores del equipo (previsiones de cargas eléctricas a conectar simultáneamente) y comprobar que la protección magnetotérmica (protecciones contra sobre carga) a la que está conectado el circuito, garantice que el límite de intensidad de corriente admisible en el conductor no sea superado.

Asimismo, la ITC–BT– 33 del RBT, recoge que los cables eléctricos para instalaciones interiores serán de tensión asignada mínima de 300/500 V, según norma UNE – EN 50525 y aptos para servicios móviles. Para instalaciones exteriores serán de tensión asignada mínima de 450/750, con cubierta de policloropreno o similar, según la norma UNE – EN 5025 y aptos para servicios móviles.

La citada guía recoge una tabla en la cual se indica lo expuesto.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL Cables Eléctricos para exteriores

Cable H07RN- F (norma UNE- EN 50525-2-21)

Cable de tensión asignada de 450/750 V, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (- F), aislamiento de compuesto de goma (R) y cubierta de policloropreno (N).

Cable H07ZZ-F (AS) Cable no propagando del incendio, de tensión asignada de 450/750 ( norma UNE- EN 50525-3-21 ) V, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (- F), aislamiento y cubierta de compuesto reticulado (Z).

Cable DN-F (norma UNE- EN 21150)

Cable de tensión asignada 0.6/1 KV, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (- F), aislamiento de compuesto de etileno propileno (D) y cubierta de policloropreno (N).

Cables Eléctricos para interiores

Cable H05VV -F (norma UNE- EN 50525-2-11)

Cable de tensión asignada de 300/500 V, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (- F), aislamiento de compuesto de PVC (V) y cubierta compuesta de PVC (V).

Cable H07ZZ-F (AS) (norma UNE- EN 50525-2-21)

Cable de tensión asignada de 450/750 V, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (- F), aislamiento de compuesto de goma (R) y cubierta compuesta de policloropreno (N).

Cable DN-F (norma UNE- EN 50525-3-21)

Cable de tensión asignada 450/750 KV, con conductor de cobre clase 5 apto para servicios móviles (-F), aislamiento y cubierta de compuesto reticulado (Z).

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL  La siguiente imagen muestra deficiencias relacionado con lo expuesto.

El marcado se corresponde con H05VV, como vemos en la tabla anterior, se trata de cables para interiores, encontrándose este instalado en una zona totalmente exterior, siendo utilizado para la conexión de distintas herramientas eléctricas de la obra (hormigonera, taladro, etc.).

Del marcado se concluye que se debe utilizar en zonas interiores y que la sección del cable es de 1.5 mm² .

En la siguiente imagen se observa una instalación que cumple con la sección del cable y la zona instalada.

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A continuación se muestra otro marcado correspondiente a cables para interior (H05VV-F).

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL Otro aspecto muy importante es el estado de los propios cables, cubiertas y aislamientos del conductor eléctrico que estén en perfecto estado, impidiendo con ello el contacto eléctrico.

En la imagen, observamos la degradación de la cubierta de un cable, ocasionada por el rozamiento entre dicha cubierta y el mallazo metálico, generándose un riesgo de contacto eléctrico.

El daño se puede manifestar cuando una vez degradada la cubierta del cable también se degrada por rozamiento la cubierta del conductor eléctrico y este contacta con el mallazo metálico (afectará todos los trabajadores en contacto con el mallazo) o en el momento que un trabajador proceda a desplazar o retirar el cable de la citada zona de trabajo.

Se finaliza el presente punto exponiendo dos imágenes de equipos que no cumple con los expuesto en relación al índice de protección (mínimo IP 45) y cables.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL 6. CONTACTO ELÉCTRICO DIRECTO Y QUEMADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Las protecciones contra contactos eléctricos directos vienen recogidas en la ITC – BT 024 del RBT. Estas pueden ser: a) b) c) d) e)

Protecciones por aislamientos de las partes activas.

Protecciones por medio de barreras o envolventes.

Protección por medio de obstáculos.

Protección por puesta a tierra fuera de alcance por aislamiento.

Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencia residual.

Según definición de la citada ITC, las partes activas deberán estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser eliminado más que destruyéndola.

La ITC – BT 43 expone que las clavijas utilizadas para la conexión de los receptores a la base de toma de corriente de las instalaciones de alimentación se ajustarán a las especificaciones de la UNE -EN 60.309, para uso industrial.

En la citada norma UNE se indica, entre otros, que: •

Los accesorios deben tener los grados de protección (IP) marcados sobre los productos.

•

Las envolventes de las clavijas y de la tomas móviles deben encerrar completamente los bornes y los extremos del cable flexible.

•

Las clavijas y las tomas móviles deben estar provistas de un dispositivo de anclaje, de cable de manera que los extremos de los conductores no estén sometidos a ningún esfuerzo de tracción ni de torsión en su punto de conexión, y que la cubierta de los cables esté protegida de la abrasión.

Incidencias relacionadas

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL En la utilización/manipulación de la instalación con los equipos tal y como se muestra en la imágenes, existe el riesgo de quemaduras por arco eléctrico, debidos al cortocircuito que se puede producir en el interior de la clavija, cuando estas se desconectan tirando de los conductores, al no disponer las clavijas de dispositivo de anclaje tal. Dicha maniobra implica que el esfuerzo de tracción se transmita a los bornes de conexión de los terminales de la clavija pudiendo ocasionar que estos se partan o se desconecten.

Deberá de disponer de un prensaestopa, que proporcionara el IP indicado por el fabricante.

El elemento denominado prensacables es el dispositivo anclaje de cables.

Por último, no me gustaría terminar este breve documento sin antes mencionar las consecuencias de la sobrecarga en las bases de conexiones.

Las tensiones nominales usualmente existentes en obras serán de 230 voltios (entre fase y neutro) y 400 voltios (entre fases) redes trifásicas (art. 4 del RBT).

La UNE EN 60309-1 Tomas de corriente para usos industriales, parte 1, Requisitos generales, establece que la tensión asignada de funcionamiento se indica por un color. Los colores que suelen encontrarse en las bases de tomas de corriente, clavija o toma móvil (en obras) es el azul para tensión asignada de funcionamiento entre 200 a 250 voltios y el rojo con tensión asignada de funcionamiento entre 380 y 480 voltios.

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DTI – 6 Documento Técnico ICASEL Las intensidades asignadas a cada base de tomas de corriente, clavija o toma móvil, vienen indicadas en las mismas o en su manual. El superar dichas intensidades puede provocar (dependiendo del tiempo que está en servicio y de la intensidad superior a la nominal que circula, entre otros) que los cables se calienten, el aislante se fundiera y se cree un cortocircuito, provocando probablemente un incendio.

En la siguiente imagen, se observa la sobrecarga en una de las bases de enchufes (color azul – 230v) y deterioro de la clavija de conexión que conecta con la base de toma de corriente del grupo electrógeno.

7. BIBLIOGRAFÍA

•

Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión.

•

Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.

•

Manual básico de seguridad en las instalaciones eléctricas de Baja Tensión .(Instituto Canario de Seguridad Laboral).

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