La teoría eléctrica fundamental establece que, a mayor carga, mayor será la corriente. En condiciones normales, la corriente eléctrica fluye a través de conductores y componentes diseñados específicamente para su conducción segura. No obstante, cuando la corriente se desvía de su trayectoria prevista, pueden generarse situaciones peligrosas. Si la corriente fluye a través del aire, puede producirse un arco eléctrico, capaz de generar temperaturas extremas, quemaduras graves y daños materiales significativos. Por otro lado, si la corriente circula a través del cuerpo humano, puede provocar un choque eléctrico, el cual puede ser letal incluso con corrientes muy bajas, del orden de miliamperios. A continuación, se analizan ambos escenarios —el arco eléctrico y el choque eléctrico— junto con las estrategias y medidas de control destinadas a reducir sus riesgos.

Eliminar el peligro

Tanto OSHA como la NFPA 70E exigen, con pocas excepciones, que los sistemas eléctricos se coloquen en una condición eléctricamente segura antes de cualquier intervención, lo que implica eliminar el peligro. La Sección 120.5 de la NFPA 70E describe este procedimiento, incluyendo la prueba de ausencia de voltaje. Sin embargo, esta prueba también puede implicar riesgos si el sistema permanece energizado por fallas de conmutación o alimentadores no identificados. Además, la norma permite trabajo energizado solo en condiciones específicas (Sección 110.4).

Un caso real refuerza esta importancia: dos contratistas abrieron un interruptor para mantenimiento, asumiendo que el equipo estaba desenergizado. El supervisor, recordando la capacitación sobre verificación de tensión, detuvo el trabajo y utilizó un multímetro. Sorprendentemente, el sistema aún estaba energizado. El mecanismo interno del interruptor no había abierto, pese a estar en posición de apagado. La verificación evitó un accidente.

Hoy en día, existen métodos más seguros, como indicadores visuales de tensión instalados externamente, que eliminan la exposición directa del trabajador. La Excepción 1 de la Sección 120.5 de la NFPA 70E establece su correcto uso.

Descarga y electrocución

Los peligros asociados a la descarga eléctrica y la electrocución han sido conocidos desde los inicios de los sistemas de energía eléctrica. La primera generación de electricistas aprendió empíricamente —y en muchos casos de forma trágica— que el contacto con partes energizadas podía causar lesiones graves o incluso la muerte. Sin embargo, durante mucho tiempo se desconocían los efectos fisiológicos detallados de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano.

Esta falta de comprensión persistió hasta bien entrado el siglo XX. Por ejemplo, la edición de 1953 del American Electrician’s Handbook sugería prácticas hoy consideradas inaceptables, como la verificación de voltaje mediante contacto directo con los dedos. En dicho manual se afirmaba textualmente: “Los electricistas a menudo prueban los circuitos para detectar la presencia de voltaje tocando los conductores con los dedos. Este método es seguro cuando el voltaje no supera los 250 voltios.”

Afortunadamente, el enfoque empírico fue reemplazado por la investigación científica. En 1961, Charles Dalziel publicó su estudio de referencia “Effects of Electric Shock on Man”, que sentó las bases del conocimiento moderno sobre los efectos fisiológicos de la corriente eléctrica. Sus experimentos —realizados en animales y seres humanos— permitieron establecer umbrales de corriente para distintos efectos fisiológicos, como contracción muscular involuntaria, incapacidad de soltar el conductor («let-go threshold»), parálisis respiratoria y fibrilación ventricular.

La investigación de Dalziel fue pionera en establecer correlaciones entre la intensidad, duración y trayecto de la corriente a través del cuerpo, y sus consecuencias clínicas. Estos hallazgos son la base de normas técnicas actuales como la IEC 60479-1, que clasifica los niveles de corriente según sus posibles efectos en el cuerpo humano.

Protección

En la actualidad, existen múltiples medidas de protección diseñadas para salvaguardar a quienes trabajan en proximidad a sistemas eléctricos. A continuación, se describen dos de las más relevantes: 

• Guantes y mantas aislantes

Usado para el aislamiento físico del trabajador respecto a partes energizadas, fabricados bajo estrictas normas internacionales, como la ASTM D120 (Especificación estándar para guantes aislantes de caucho). Estos guantes están clasificados por clases de tensión, en función del voltaje máximo de uso permitido.

Con pocas excepciones, los guantes aislantes deben usarse junto con guantes protectores de cuero, que proporcionan protección mecánica adicional contra cortes, abrasiones o perforaciones. Esta combinación garantiza la integridad dieléctrica del equipo de protección personal y reduce significativamente el riesgo de choque eléctrico por contacto accidental.

• Interruptor diferencial (GFCI)

La probabilidad de choque eléctrico se incrementa considerablemente en ambientes húmedos o mojados. Como respuesta a este riesgo, Charles Dalziel desarrolló el concepto del interruptor de circuito por falla a tierra (GFCI, por sus siglas en inglés), un dispositivo diseñado para detectar fugas de corriente que puedan estar atravesando el cuerpo humano.

El principio de funcionamiento de un GFCI es sencillo pero efectivo: compara la corriente que fluye por el conductor de fase con la que retorna por el neutro. Si detecta una diferencia superior a 4–6 miliamperios, asume que la corriente faltante podría estar circulando a través de una persona o del entorno, y abre el circuito en milisegundos, evitando un potencial desenlace fatal.

Este tipo de protección es obligatorio en muchas aplicaciones residenciales, comerciales e industriales, especialmente en zonas húmedas, exteriores o entornos con alto riesgo de exposición directa.

Arco Eléctrico 

Cuando la corriente eléctrica se desplaza a través del aire —generalmente como consecuencia de un contacto involuntario, una falla de aislamiento o un defecto en un componente— puede generarse un fenómeno peligroso conocido como arco eléctrico. Este evento produce temperaturas extremadamente altas, luz intensa, ondas de choque y partículas metálicas ionizadas, lo que representa un riesgo grave para la seguridad del personal.

La NFPA 70E, Norma para la Seguridad Eléctrica en el Lugar de Trabajo, introdujo formalmente el término “arco eléctrico” en su edición de 1995, reconociéndole como un tipo de peligro eléctrico distinto del choque eléctrico.

Por su parte, la IEEE 1584, Guía para realizar cálculos de peligro por arco eléctrico, proporciona un modelo empírico ampliamente aceptado para estimar la severidad de un arco eléctrico. Este modelo permite calcular la energía incidente, expresada en calorías por centímetro cuadrado (cal/cm²), que representa la cantidad de energía térmica que impacta una superficie a una distancia determinada durante un evento de arco. Este valor es fundamental para seleccionar el nivel adecuado de protección personal (PPE) y diseñar estrategias de mitigación del riesgo.

Duración del arco

Una de las variables más críticas que determinan la gravedad de un arco eléctrico es su duración. La relación es directa: si la duración del arco se duplica, la energía incidente también se duplica; si se reduce a la mitad, la energía disminuye proporcionalmente. Por ello, numerosos métodos se han desarrollado con el objetivo de reducir la duración del arco y, con ello, su impacto.

En principio, reducir el tiempo de disparo de los dispositivos de protección parece sencillo: simplemente configurarlos para que actúen lo más rápido posible. Sin embargo, esta estrategia puede comprometer la confiabilidad del sistema eléctrico, provocando interrupciones innecesarias y generalizadas. Para evitarlo, se implementa el concepto de coordinación selectiva, que establece que los dispositivos más cercanos a la fuente operen con retardo, permitiendo que aquellos más próximos a la carga se disparen primero.

Este enfoque, sin embargo, entra en conflicto con los objetivos de seguridad eléctrica: mientras la coordinación busca confiabilidad, la protección del personal requiere una respuesta lo más rápida posible. Para resolver este dilema, algunos dispositivos modernos permiten configuraciones duales: una para operación normal y otra —de disparo rápido— que se habilita temporalmente durante trabajos energizados.

Otro desafío surge con los dispositivos de protección de gran capacidad. Cuanto mayor sea la corriente nominal de un interruptor, mayor es la corriente de activación requerida para que actúe en su zona instantánea. Si la corriente de cortocircuito del arco es baja, el dispositivo puede operar en su zona de retardo, aumentando significativamente el tiempo de despeje y, por tanto, la energía incidente. Por ejemplo, si un disparo instantáneo se produce en 3 ciclos con una energía de 6 cal/cm², y el mismo interruptor actúa en 30 ciclos (zona de retardo), la energía incidente puede multiplicarse por 10, alcanzando 60 cal/cm².

Para mitigar este riesgo, la edición 2020 del NEC (Código Eléctrico Nacional) aborda el tema en la Sección 240.87 – Reducción de Energía de Arco. Esta sección aplica cuando el dispositivo de sobrecorriente instalado tiene una clasificación o ajuste superior a 1200 A. Establece dos requisitos:

• (A) Documentación: se debe demostrar que el método seleccionado garantiza una operación por debajo de la corriente de arco disponible.

• (B) Método de reducción de tiempo de despeje: incluye opciones como el interruptor de mantenimiento de reducción de energía de arco, que habilita temporalmente una función instantánea con un umbral más bajo, mejorando la protección durante trabajos en condiciones energizadas.

Dirección

La norma NFPA 70E define el equipo resistente a arco eléctrico como aquel «diseñado para soportar los efectos de una falla de arco interno y redirigir la energía liberada lejos del trabajador». Estos equipos están fabricados específicamente para contener la explosión y proteger al personal cercano ante un evento de arco eléctrico interno.

El diseño y prueba de este tipo de equipos se rige por la norma IEEE C37.20.7, Guía para la prueba de tableros de distribución con capacidad de hasta 52 kV para fallas de arco interno. Esta norma establece procedimientos de ensayo que simulan condiciones reales de falla, verificando que el equipo pueda contener la presión, las partículas y el calor generados por el arco, sin comprometer la seguridad del operador.

El principio fundamental es que, siempre que las puertas, tapas y cierres del equipo estén debidamente asegurados, cualquier arco interno será contenido y su energía será dirigida de forma controlada, minimizando el riesgo de lesiones al personal.

La Figura ilustra un ejemplo de tablero de distribución diseñado con capacidad de resistencia a arco interno.

Distancia

Incrementar la distancia entre el trabajador y un posible punto de falla puede reducir significativamente la energía incidente a la que estaría expuesto en caso de un arco eléctrico. Esta estrategia, conocida como distancia de trabajo segura, es uno de los métodos más efectivos para minimizar el riesgo.

Actualmente, existen diversos dispositivos diseñados para permitir la operación remota de equipos eléctricos, como los ilustrados en la Figura 4. Aunque estos dispositivos no evitan la ocurrencia del arco eléctrico en sí, permiten accionar interruptores, seccionadores u otros equipos desde una ubicación segura. De este modo, el trabajador puede permanecer fuera del área de riesgo conocida como límite del arco eléctrico, reduciendo drásticamente la probabilidad de exposición directa a la energía térmica del evento.