Campos electromagnéticos y radiación
Una onda electromagnética , que se propaga desde una fuente en un espacio ilimitado a la velocidad de la luz, crea un campo electromagnético (EMF) capaz de afectar las partículas y corrientes cargadas, lo que resulta en la conversión de energía de campo en otros tipos de energía.
El comienzo real del rango de oscilación de uno a varios miles de Hz es el flujo de corrientes de la frecuencia correspondiente a través del cuerpo como un buen conductor.
Para el rango de frecuencia de varios miles a 30 MHz, es característico un aumento rápido en la absorción de energía y, en consecuencia, de la potencia absorbida por el cuerpo con una frecuencia de oscilaciones cada vez mayor. Una característica del rango de 30 MHz a 10 GHz es la absorción "resonante". En los humanos, este tipo de absorción ocurre cuando los CEM actúan a frecuencias de 70 a 100 MHz. Para rangos de 10 a 200 GHz y de 200 a 3000 GHz, la absorción máxima de energía por los tejidos de la superficie, principalmente la piel, es característica.
Con una disminución en la longitud de onda y un aumento en la frecuencia, la profundidad de penetración de las ondas electromagnéticas en el tejido disminuye. Esta tendencia se observa siempre que la longitud de onda en este cuerpo sea mucho mayor que el tamaño de la célula. A frecuencias muy altas, la permeabilidad de los tejidos para la radiación electromagnética comienza nuevamente a aumentar, por ejemplo, para rayos X y radiación gamma.
La diferencia en las propiedades dieléctricas de los tejidos conduce a un calentamiento desigual, la aparición de efectos macro y microtermales con una diferencia de temperatura significativa.
Campos electromagnéticos de frecuencia industrial
La exposición a largo plazo a campos electromagnéticos de frecuencia industrial (50 Hz) conduce a trastornos en el cerebro y el sistema nervioso central . Como resultado, una persona tiene dolor de cabeza en las áreas temporal y occipital, letargia, deterioro de la memoria, dolor de corazón, estado de ánimo deprimido, apatía, una depresión peculiar con mayor sensibilidad a la luz brillante y sonido intenso, trastorno del sueño, sistema cardiovascular, órganos digestivos , depresión respiratoria, aumento de la irritabilidad, así como trastornos funcionales en el sistema nervioso central, cambios en la composición de la sangre.
De acuerdo con las normas sanitarias y normas SanPiN 2.2.4.1191-03 "Campos electromagnéticos en condiciones de producción", permanecer en campos electromagnéticos de frecuencia industrial de intensidad hasta 5 kV / m está permitido durante todo el día de trabajo.
Campos electrostáticos
El campo electrostático (ESD) forma cargas electrostáticas que surgen en la superficie de algunos materiales, tanto líquidos como sólidos, debido a la electrificación.
La electrificación ocurre cuando se frotan dos materiales dieléctricos o dieléctricos y conductivos, si este último está aislado del suelo y. Cuando dos materiales dieléctricos están separados, las cargas eléctricas están separadas. Un material que tiene una gran constante dieléctrica se carga positivamente, y uno más pequeño se carga negativamente.
Además de la fricción, la causa de la formación de cargas estáticas es la inducción eléctrica, como resultado de lo cual los cuerpos aislados de la tierra en un campo eléctrico externo adquieren una carga eléctrica.
El efecto de ESP en una persona se debe al flujo a través de una corriente débil. En este caso, no hay descarga eléctrica. Sin embargo, debido a la reacción refleja a la estimulación de los analizadores en la piel, una persona se retira del cuerpo cargado, lo que puede provocar un trauma mecánico por el impacto de elementos estructurales cercanos, una caída desde la altura, un susto con posible pérdida de conciencia.
El campo electrostático de alta intensidad (varias decenas de kilovoltios) es capaz de cambiar e interrumpir el desarrollo celular, causando cataratas con la consiguiente opacidad de la lente.
La influencia del campo electrostático es más sensible a los analizadores, los sistemas nervioso central y cardiovascular. Las personas se quejan de irritabilidad, dolor de cabeza, trastornos del sueño, pérdida de apetito, etc. Una estancia prolongada de una persona en condiciones donde la intensidad del ESP sea superior a 1 kV / m causa estrés neural-emocional, fatiga, disminución de la eficiencia, interrupción del biorritmo diario, reservas del cuerpo.
El valor máximo permitido de la intensidad del EPS lo establece SanPiN 2.2.4.1191-03, dependiendo del momento de su impacto en el empleado por turno igual a 60 kV / m por 1 hora. Con un voltaje ESP de menos de 20 kV / m, el tiempo pasado en el campo no está regulado.
Con una tensión ESP que supere los 60 kV / m, no se permite el funcionamiento sin el uso de equipos de protección.
Campos electromagnéticos de radiofrecuencias
Los campos electromagnéticos de radiofrecuencias de alta intensidad causan en el cuerpo humano un efecto térmico, que puede expresarse en el calentamiento del cuerpo o de sus tejidos u órganos individuales . La influencia del campo electromagnético es especialmente dañina para los órganos y tejidos que no están suficientemente bien provistos de vasos sanguíneos (ojos, cerebro, riñones, estómago, orina y vesícula biliar). Los sistemas nervioso central y cardiovascular son más sensibles a los efectos de las ondas de radio. Una persona tiene dolor de cabeza, fatiga, cambios en la presión arterial, trastornos neuropsíquicos y pérdida de cabello, uñas quebradizas, pérdida de peso también puede ocurrir.
La normalización del rango de frecuencia de radio EMF en condiciones de producción se lleva a cabo SanPiN 2.2.4.1191-03, según el cual la evaluación del impacto de las frecuencias de radio de los CEM en las personas se lleva a cabo por la intensidad de la radiación y la exposición a la energía.
Los niveles máximos permisibles de los campos eléctricos y magnéticos (EDRP, NAPP) del rango de frecuencia de 10 a 30 kHz durante todo el turno de trabajo son 500 V / my 50 A / m, respectivamente. El control remoto de campos eléctricos y magnéticos con una duración de exposición de hasta 2 horas por turno es igual a 1,000 V / my 100 A / m, respectivamente.
Métodos de protección contra los efectos nocivos de los campos electromagnéticos
La protección de una persona contra los efectos peligrosos de la radiación electromagnética se lleva a cabo de las siguientes maneras: reduciendo la radiación de la fuente; blindaje de la fuente de radiación y el lugar de trabajo; establecimiento de una zona de protección sanitaria; absorción o reducción de la formación de cargas de electricidad estática; eliminación de cargas de electricidad estática; el uso de equipo de protección personal.
La disminución en la potencia de radiación de la fuente se realiza mediante el uso de absorbedores de energía electromagnética; bloqueo de radiación.
La absorción de la radiación electromagnética se lleva a cabo mediante la absorción de material mediante la conversión de la energía del campo electromagnético en energía térmica. Como tal material, se usan caucho, gomaespuma, poliestireno expandido, polvo ferromagnético con un dieléctrico de unión.
El cribado de la fuente de radiación y el lugar de trabajo se realiza mediante pantallas especiales. En este caso, las pantallas reflectantes y absorbentes se distinguen. Los primeros están hechos de un material con baja resistencia eléctrica: metales y sus aleaciones (cobre, latón, aluminio, acero, zinc). Pueden ser sólidos y de malla. Las pantallas deben estar conectadas a tierra para garantizar que las cargas que se generan en ellas se descarguen en el suelo.
Las pantallas absorbedoras están hechas de materiales que absorben la radio: espumas elásticas o rígidas, esteras de goma, láminas de gomaespuma o madera fibrosa tratadas con una composición especial, y también de placas ferromagnéticas.
Para eliminar cargas de electricidad estática usando piezas de equipos de puesta a tierra, humidificación del aire.
Corriente eléctrica
El peligro de descarga eléctrica para las personas en el trabajo y en el hogar se produce cuando no se cumplen las medidas de seguridad, así como la falla o el mal funcionamiento de los equipos eléctricos y electrodomésticos. En comparación con otros tipos de lesiones ocupacionales, el electrotraumatismo es un porcentaje pequeño, pero es uno de los primeros lugares en el número de lesiones con un resultado grave y especialmente fatal . En el lugar de trabajo, debido a la inobservancia de las reglas de seguridad eléctrica, se produce el 75% de los impactos eléctricos.
El efecto de la corriente eléctrica sobre el tejido vivo es de naturaleza diversa y peculiar. Al pasar por el cuerpo humano, la corriente eléctrica produce una exposición a la luz térmica, electrolítica, mecánica y biológica.
El efecto térmico de la corriente se caracteriza por el calentamiento de la piel y los tejidos a altas temperaturas y quemaduras.
El efecto electrolítico es la descomposición del líquido orgánico, incluida la sangre, y la violación de su composición físico-química.
El efecto mecánico de la corriente conduce a la estratificación, ruptura de los tejidos del cuerpo como resultado del efecto electrodinámico, y también a la formación explosiva instantánea de vapor del fluido tisular y la sangre. La acción mecánica se asocia con una fuerte contracción de los músculos hasta su ruptura.
El efecto biológico se manifiesta en la estimulación y excitación de los tejidos vivos y se acompaña de contracciones convulsivas de los músculos.
El efecto de luz provoca daños en las membranas mucosas de los ojos.
Tipos de descargas eléctricas para el cuerpo humano
Las lesiones eléctricas son traumas recibidos por el efecto de una corriente eléctrica en el cuerpo, que se divide condicionalmente en general (descarga eléctrica), local y mixta.
Descarga eléctrica
Una descarga eléctrica es la excitación de los tejidos vivos de un organismo a través de una corriente eléctrica, acompañada de contracciones convulsivas agudas de los músculos, incluidos los músculos del corazón, que pueden provocar un paro cardíaco .
El electrotrauma local significa daño a la piel y al tejido muscular, y a veces a los ligamentos y los huesos. Estos incluyen quemaduras eléctricas, señales eléctricas, metalización de la piel y daños mecánicos.
Quemaduras eléctricas
Quemaduras eléctricas: la lesión eléctrica más común se produce como resultado de un efecto local de la corriente sobre el tejido. Las quemaduras son de dos tipos: contacto y arco.
La combustión por contacto es una consecuencia de la conversión de energía eléctrica en energía térmica y se produce principalmente en instalaciones eléctricas con tensiones de hasta 1.000 V.
La quemadura eléctrica es como un sistema de emergencia, que protege el cuerpo, ya que los tejidos carbonizados, debido a una mayor resistencia que la piel común, no permiten que la electricidad penetre profundamente en los sistemas y órganos vitales. En otras palabras, gracias a la quemadura, la corriente entra en un callejón sin salida.
Cuando el cuerpo y la fuente de voltaje no se tocaban con fuerza, se forman quemaduras en los puntos de entrada y salida de la corriente . Si la corriente pasa a través del cuerpo varias veces de diferentes maneras, ocurren múltiples quemaduras.
Las quemaduras múltiples ocurren con mayor frecuencia a tensiones de hasta 380 V debido al hecho de que tal voltaje "magnetiza" a una persona y toma tiempo para separarse. La corriente de alto voltaje no posee tal "pegajosidad". Por el contrario, descarta a una persona, pero un contacto tan corto es suficiente para graves quemaduras profundas. A voltajes superiores a 1000 V, se produce un trauma eléctrico con quemaduras extensas profundas, ya que en este caso la temperatura aumenta a lo largo de la trayectoria actual.
A voltajes superiores a 1000 V, pueden producirse fallas de arco como resultado de cortocircuitos accidentales.
Señales eléctricas y etiquetas eléctricas
Los letreros eléctricos o etiquetas eléctricas son manchas claramente definidas de color gris o amarillo pálido en la superficie de la piel de una persona expuesta a una corriente. Por lo general, los signos eléctricos tienen una forma redonda u oval con un centro rebajado en el tamaño de 1 a 5 mm.
Metalización de la piel
Metalización de la piel: es la pérdida de las partículas más pequeñas de metal fundido en la superficie expuesta de la piel . Por lo general, este fenómeno ocurre en el caso de los cortocircuitos, la producción de trabajos de soldadura eléctrica. En el área afectada hay dolor por quemaduras y la presencia de cuerpos extraños.
Daño mecánico
El daño mecánico es el resultado de contracciones convulsivas de los músculos bajo la influencia de la corriente que pasa a través de una persona, lo que lleva a la ruptura de la piel, los músculos y los tendones . Esto sucede cuando el voltaje está por debajo de 380 V, cuando una persona no pierde el conocimiento y trata de liberarse de la fuente actual.
Factores que determinan el resultado del efecto de una corriente eléctrica en una persona
De acuerdo con GOST 12.1.019 "SSBT. Seguridad eléctrica Requisitos generales "El grado de efecto peligroso y nocivo en la corriente eléctrica humana depende de la intensidad de la corriente, voltaje, tipo de corriente, la frecuencia de la corriente eléctrica y la ruta de paso a través del cuerpo humano, la duración de la exposición y las condiciones ambientales.
La fuerza de la corriente es el principal factor del que depende el resultado de la derrota: cuanto mayor es la corriente, más peligrosas son las consecuencias. La intensidad de corriente (en amperios) depende del voltaje aplicado (en voltios) y la resistencia eléctrica del organismo (en ohmios).
Por el grado de exposición a los humanos, hay tres valores de umbral de corriente: sensible, no inactiva y fibrilación.Perceptible
Sensible se llama corriente eléctrica, que cuando pasa a través del cuerpo causa una irritación perceptible. El valor mínimo que una persona comienza a percibir con una corriente alterna de 50 Hz es 0.6-1.5 mA.
No rodante
La corriente se considera no restringida, cuando las contracciones convulsivas insuperables de los músculos del brazo, la pierna u otras partes del cuerpo evitan que la víctima se separe de las partes vivas (10.0-15.0 mA).
Corriente de fibrilación
Fibrilación: una corriente que causa fibrilación del corazón al pasar por el cuerpo: contracciones caóticas y no simultáneas de las fibras del músculo cardíaco, lo que provoca su detención (90.0-100.0 mA). Después de unos segundos, la respiración se detiene. Las muertes más comunes provienen de un voltaje de 220 V e inferior. Es el bajo voltaje el que causa que las fibras cardíacas se reduzcan aleatoriamente y conduce a un mal funcionamiento momentáneo en la operación de los ventrículos del corazón.
Corriente de seguridad
Se debe considerar que una corriente es permisible, en la cual una persona puede liberarse independientemente del circuito eléctrico. Su valor depende de la velocidad de la corriente que pasa por el cuerpo humano: con una duración de más de 10 s - 2 mA, y a 120 s y menos - 6 mA.
36 V (para luminarias de iluminación estacionaria local, luminarias portátiles, etc.) y 12 V (para luminarias portátiles cuando se trabaja dentro de tanques metálicos, calderas) se consideran voltaje seguro. Pero bajo ciertas situaciones, tales tensiones pueden ser peligrosas.
Los niveles seguros de voltaje se obtienen de la red de iluminación, usando para este propósito transformadores reductores. Difundir la aplicación de voltaje seguro a todos los dispositivos eléctricos es imposible.
En los procesos de producción, se usan dos tipos de corriente : permanente y alterna. Tienen diferentes efectos en el cuerpo a tensiones de hasta 500 V. El riesgo de daños a la corriente continua es menor que el de la corriente alterna. El mayor peligro está representado por una corriente de 50 Hz, que es estándar para las redes eléctricas domésticas.
La forma en que una corriente eléctrica pasa a través del cuerpo humano, en gran medida determina el grado de daño al cuerpo. Las siguientes variantes de las direcciones del flujo de corriente a lo largo del cuerpo humano son posibles:- la persona toca los cables en vivo (partes del equipo) con ambas manos, en este caso surge la dirección del flujo de corriente de una mano a la otra, es decir, el "brazo de mano", este lazo ocurre con mayor frecuencia;
- cuando una mano toca la fuente, la ruta actual se cierra a través de ambas piernas hacia el suelo, "brazo-piernas";
- en la ruptura del aislamiento de las partes vivas del equipo en el cuerpo sometido a tensión, las manos del trabajo son al mismo tiempo, el flujo de corriente desde el alojamiento del equipo al suelo conduce al hecho de que las piernas están bajo tensión pero con un potencial diferente, por lo que surge la corriente de mano-pie;
- cuando la corriente fluye al suelo desde un equipo defectuoso, el suelo recibe un potencial de voltaje variable cerca, y la persona que llega con ambos pies a esa tierra se encuentra bajo una diferencia de potencial, es decir, cada una de estas patas recibe un potencial de voltaje diferente, lo que resulta cadena "pierna-pie", que ocurre con menos frecuencia y se considera la menos peligrosa;
- tocar la cabeza a las partes activas puede causar, dependiendo de la naturaleza del trabajo realizado, la ruta actual a las manos o los pies: "cabezales", "cabeza-piernas".
Todas las opciones varían en grado de peligro. Los más peligrosos son las opciones "head-arms", "head-legs", "hands-feet" (full-loop). Esto se debe al hecho de que el sistema vital del cuerpo, el cerebro y el corazón, cae en el área afectada.
La duración del efecto de la corriente afecta el resultado final de la lesión. Cuanto más tiempo se aplica la corriente eléctrica al cuerpo, mayores son las consecuencias.
Las condiciones ambientales que rodean a una persona durante las actividades de producción pueden aumentar el riesgo de descarga eléctrica. Aumente el riesgo de descarga eléctrica con aumento de temperatura y humedad, metal u otro piso conductor.
Por el grado de peligro de lesiones humanas, todas las salas se dividen en tres clases: sin mayor peligro, con mayor peligro, especialmente peligroso.
Protección contra descargas eléctricas
Para garantizar la seguridad eléctrica, es necesario seguir estrictamente las normas para el funcionamiento técnico de las instalaciones eléctricas y llevar a cabo medidas de protección contra lesiones eléctricas.
GOST 12.1.038-82 establece los voltajes máximos permisibles y las corrientes que fluyen a través del cuerpo humano bajo el modo de operación normal (no de emergencia) de las instalaciones eléctricas para uso industrial y doméstico de corriente continua y alterna a una frecuencia de 50 y 400 Hz. Para una corriente alterna de 50 Hz, la tensión de contacto admisible es de 2 V, y la corriente es de 0,3 mA, para una corriente de 400 Hz, 2 V y 0,4 mA, respectivamente; para una corriente continua - 8V y 1.0 mA (estos datos se dan para la duración de la exposición no más de 10 minutos por día).
Las medidas y formas de garantizar la seguridad eléctrica son:- aplicación de voltaje seguro;
- control de aislamiento de cables eléctricos;
- la exclusión del contacto accidental con partes vivas;
- puesta a tierra de protección y dispositivo de puesta a cero;
- uso de equipo de protección personal;
- cumplimiento de medidas organizativas para garantizar la seguridad eléctrica.
Uno de los aspectos puede ser la aplicación de voltaje seguro - 12 y 36 V. Para su producción, use transformadores reductores, que están incluidos en una red estándar con un voltaje de 220 o 380 V.
Para proteger contra el contacto accidental de una persona con partes de instalaciones eléctricas que llevan corriente, se utilizan vallas en forma de escudos portátiles, paredes, pantallas.
La puesta a tierra de protección es una conexión eléctrica deliberada con la tierra o su equivalente (estructura metálica de edificios, etc.) de piezas metálicas no conductoras que pueden estar bajo tensión. El propósito de la puesta a tierra de protección es eliminar el peligro de descarga eléctrica a una persona en caso de tocarlo con la carcasa de metal del equipo eléctrico que, como resultado de la falla de aislamiento, está bajo tensión.
La puesta a cero es una conexión eléctrica deliberada al conductor de protección cero de las partes metálicas no conductoras, que pueden estar energizadas. Un conductor de protección cero es un conductor que conecta las partes que se pueden anular a un punto neutro con conexión a tierra mortal del devanado de la fuente de corriente o su equivalente.
La desconexión de protección es un sistema de seguridad que garantiza la seguridad mediante el apagado automático rápido de la instalación eléctrica cuando se produce un peligro de descarga eléctrica. La duración del viaje es 0.1 - 0.2 s. Este método de protección se usa como protección individual o en combinación con puesta a tierra de protección y puesta a cero.
Aplicación de pequeños voltajes. Para llevar el voltaje pequeño a 42V, se usa cuando se trabaja con herramientas eléctricas portátiles, el uso de lámparas portátiles.
Control de aislamiento El aislamiento de los cables con el tiempo pierde sus propiedades dieléctricas. Por lo tanto, es necesario monitorear periódicamente la resistencia de aislamiento de los cables para garantizar su seguridad eléctrica.
Medios de protección individual : se dividen en aislantes, auxiliares, envolventes. Los medios de protección aislantes proporcionan aislamiento eléctrico de las partes que llevan corriente y tierra. Se dividen en básicos y adicionales. Los principales medios de aislamiento en instalaciones eléctricas de hasta 1000 V incluyen guantes dieléctricos, una herramienta con mangos aislados. A medios adicionales: chanclas dieléctricas, alfombras, soportes dieléctricos.