Conceptos básicos de electricidad. Riesgo eléctrico

El átomo está formado por **protones** (carga positiva, en el núcleo), **neutrones** (carga nula, en el núcleo) y **electrones** (carga negativa, en órbitas exteriores). El **número atómico (Z)** es el número de protones, e indica también el número de electrones en un átomo neutro. El **número másico (A)** es la suma de protones y neutrones.

La **carga eléctrica** es la cantidad de electricidad presente en un cuerpo; su unidad es el **Culombio**, equivalente a **6,25·10¹⁸ electrones**. Según su comportamiento eléctrico, los materiales se clasifican en **superconductores** (sin resistencia en condiciones especiales, p. ej. estaño, aluminio), **conductores** (cobre, oro, plata), **semiconductores** (silicio, germanio) y **aislantes o dieléctricos** (plástico, madera, cristal).

**Datos clave:**

• Protón (+) y neutrón (0) en el núcleo; electrón (-) en órbitas exteriores.
• Culombio: 1 C = 6,25·10¹⁸ electrones.
• Materiales aislantes/dieléctricos: plástico, madera, cristal.

La **corriente eléctrica** es el desplazamiento de electrones de un átomo a otro. El **sentido convencional** de la corriente se fijó **del polo positivo al polo negativo**; el **sentido real** (el de los electrones) es del polo negativo al positivo.

Entre las magnitudes fundamentales: la **tensión o voltaje (V)**, en **voltios**, cuantifica la diferencia de potencial entre dos puntos (1 V = 1 julio/culombio); la **intensidad (I)**, en **amperios**, es la cantidad de electrones por unidad de tiempo (1 A = 1 culombio/segundo); la **fuerza electromotriz (FEM)**, en voltios, es la energía que impulsa los electrones (p. ej., pilas y baterías); la **resistencia (R)**, en **ohmios**, es **directamente proporcional a la longitud** del conductor e **inversamente proporcional a su sección**.

**Datos clave:**

• Sentido convencional de la corriente: del polo positivo al polo negativo.
• Voltios (V): diferencia de potencial. Amperios (A): 1 A = paso de 1 culombio/segundo.
• Resistencia: directamente proporcional a la longitud, inversamente proporcional a la sección.

La **corriente continua (CC)** mantiene siempre el mismo sentido (pilas, baterías, dinamos, fotovoltaica) y tiene polaridad fija. La **corriente alterna (CA)** cambia de sentido a intervalos, con forma de onda senoidal; su **frecuencia** se mide en **hertzios (Hz)**. En Europa la red de transporte y distribución funciona a **50 Hz**, y en América a **60 Hz**.

La **potencia eléctrica (P)**, en **vatios (W)**, es P = V · I. En corriente alterna existen tres tipos de potencia: **activa** (P, en W, la realmente aprovechada, la que se factura), **reactiva** (Q, en VAR, no produce trabajo útil) y **aparente** (S, en VA, suma vectorial de ambas). El **factor de potencia (FDP)**, o coseno de θ, es la relación entre potencia activa y aparente; en receptores puramente resistivos es igual a 1.

**Datos clave:**

• Frecuencia de red: 50 Hz en Europa, 60 Hz en América.
• Potencia: P = V · I (vatios). Activa (P, W) / Reactiva (Q, VAR) / Aparente (S, VA).
• Factor de potencia = coseno θ = P/S; en circuitos resistivos puros, FDP = 1.

La **Ley de Ohm** establece que la corriente que recorre un circuito es **directamente proporcional a la tensión** e **inversamente proporcional a la resistencia**. Las **Leyes de Kirchhoff**: la **1ª (Ley de Nodos)** dice que en todo nodo, la suma de intensidades entrantes es igual a la suma de intensidades salientes; la **2ª (Ley de Mallas)** dice que en todo circuito cerrado, la suma de caídas de tensión es igual a la suma de subidas.

La **Ley de Coulomb** relaciona la fuerza de atracción/repulsión entre cargas con su magnitud y el cuadrado de la distancia. La **Ley de Joule** explica el calentamiento de un conductor por el paso de corriente. La **Ley de Faraday** establece que la **tensión eléctrica inducida en un circuito es proporcional a la variación del flujo magnético** que lo atraviesa (base de generadores, transformadores y motores). La **Ley de Lenz** da a esa FEM inducida una dirección opuesta a la variación del flujo que la produce.

**Datos clave:**

• Ley de Ohm: I directamente proporcional a V, inversamente proporcional a R.
• 1ª Ley de Kirchhoff (Nodos): suma de intensidades entrantes = suma de salientes.
• 2ª Ley de Kirchhoff (Mallas): suma de caídas de tensión = suma de subidas.
• Ley de Faraday: tensión inducida proporcional a la variación del flujo magnético.

Un circuito eléctrico está formado por un **generador** (produce la FEM), un **receptor** (transforma la energía eléctrica en otro tipo de energía) y **líneas o cables** (conductores que los unen, con elementos de control y seguridad como diferenciales o tomas a tierra).

En los **receptores conectados en serie**, todos son recorridos por la **misma intensidad** (constante), y la resistencia equivalente es la suma de las resistencias individuales. En los **receptores en paralelo**, el **voltaje se mantiene constante** en cada receptor, la intensidad total es la suma de las intensidades de cada uno, y la resistencia total es menor que si se colocaran en serie; su ventaja es que el fallo de un receptor no afecta a los demás.

**Datos clave:**

• Elementos de un circuito: generador, receptor, líneas/cables.
• Serie: intensidad constante en todos los receptores (I = cte).
• Paralelo: voltaje constante en todos los receptores (V = cte); fallo de uno no afecta al resto.

El **riesgo eléctrico** es la probabilidad de que una persona, animal o bien sufra un daño por el uso de la energía eléctrica. La normativa de aplicación comprende el **Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (RD 842/2002)**, el **Reglamento Electrotécnico de Alta Tensión (RD 337/2014)**, la **NTP 400** (efectos de la corriente en el organismo) y el **RD 614/2001**, que regula las condiciones de trabajo frente al riesgo eléctrico.

El **RD 614/2001** define cuatro tipos de riesgo eléctrico: **choque eléctrico** (contacto directo o indirecto), **arcos eléctricos**, **caídas o golpes** consecuencia de un choque o arco, e **incendios o explosiones** originados por la electricidad.

**Datos clave:**

• Riesgo eléctrico: probabilidad de daño por el uso de energía eléctrica.
• Normas clave: RD 842/2002 (BT), RD 337/2014 (AT), NTP 400, RD 614/2001 (trabajos).
• 4 tipos de riesgo (RD 614/2001): choque, arco, caídas/golpes, incendios/explosiones.

El **contacto directo** se produce al tocar directamente partes activas de la instalación (existen cuatro: fase-fase, fase-neutro, fase-tierra, neutro-tierra). El **contacto indirecto** se produce con masas metálicas puestas accidentalmente en tensión por un fallo de aislamiento.

La **ITC-BT-36** del REBT vigente considera **Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS)** la tensión nominal que **no exceda de 50 V en C.A. o 75 V en C.C.**; el antiguo REBT (Decreto 2431/1973) fijaba 50 V para locales secos y 24 V para húmedos.

La **protección contra contactos directos** se logra por aislamiento de partes activas, barreras o envolventes, interposición de obstáculos, alejamiento de partes activas, y de forma complementaria, con dispositivos diferenciales ≤30 mA. La **protección contra contactos indirectos (ITC-BT-24)** se logra por corte automático de la alimentación (30 mA como intensidad máxima soportable sin peligro), equipos de clase II (doble aislamiento), locales no conductores, equipotencialidad y separación eléctrica.

**Datos clave:**

• MBTS (ITC-BT-36 vigente): ≤50 V en C.A. / ≤75 V en C.C.
• Contacto directo: 4 tipos (fase-fase, fase-neutro, fase-tierra, neutro-tierra).
• Diferencial de protección: sensibilidad ≤30 mA.
• Protección contactos indirectos: corte automático, clase II, locales no conductores, equipotencialidad, separación eléctrica.

El **arco eléctrico** es una descarga entre dos puntos a distinta tensión, generando **calor de hasta 20.000 °C**, ráfaga de arco (hasta 1.000 kg/m² de presión), ruido de hasta **140 dB** y luz ultravioleta.

Según la **NTP-400**, la **fibrilación ventricular** está considerada la **causa principal de muerte** por choque eléctrico. Otros efectos inmediatos son el **paro cardíaco**, la **tetanización** (contracción muscular incontrolada que impide soltar el contacto), la **asfixia** (por tetanización del diafragma) y las **quemaduras**. Para una corriente de 50 Hz, la **resistencia media del cuerpo humano en medio seco es de 1.600 Ω**. La **tensión de paso** es la diferencia de potencial que puede experimentar una persona entre sus pies, separados 1 metro, ante una corriente de fuga en el terreno.

Los incendios de origen eléctrico se originan sobre todo por **sobrecalentamiento** (sobrecarga o funcionamiento incorrecto) y por **estado deficiente del cableado y sus conexiones**.

**Datos clave:**

• Arco eléctrico: hasta 20.000 °C, ráfaga hasta 1.000 kg/m², ruido hasta 140 dB.
• Fibrilación ventricular (NTP-400): causa principal de muerte por choque eléctrico.
• Resistencia del cuerpo humano en medio seco (50 Hz): 1.600 Ω.
• Tensión de paso: entre los pies (1 m de separación) por corriente de fuga en el terreno.

Los bomberos se consideran, en general, **trabajadores autorizados no cualificados** (el trabajador cualificado requiere formación acreditada o experiencia certificada de dos o más años). De las **cinco reglas de oro** para dejar una instalación sin tensión (la primera es abrir con corte visible y eficaz todas las fuentes de alimentación), los bomberos, por sus capacidades como Servicio de Extinción de Incendios, **únicamente pueden asumir las tres primeras**: desconexión, bloqueo y verificación de ausencia de tensión.

Los **maletines de emergencia eléctrica** del Servicio (CATU y SIBILLE SAFE) presentan tensiones máximas de aislamiento de **25.000 V y 36.000 V**. Para la extinción de un fuego con riesgo eléctrico son adecuados los extintores de **polvo ABC y de CO2**, por ser agentes dieléctricos.

**Datos clave:**

• Bomberos: trabajadores autorizados no cualificados.
• De las 5 reglas de oro, los bomberos solo asumen las 3 primeras (desconexión, bloqueo, verificación de ausencia de tensión).
• Maletines de emergencia eléctrica (CATU/SIBILLE SAFE): 25.000 V y 36.000 V de aislamiento máximo.
• Extintores adecuados con riesgo eléctrico: polvo ABC y CO2 (agentes dieléctricos).