El grado de protección contra la entrada de sustancias (IP): Por qué es importante

Trabajar en entornos eléctricos es peligroso. Para ayudar a mitigar esos peligros, se utilizan equipos de seguridad como ropa, guantes, botas, etc., que ayudan a proteger a los trabajadores eléctricos de posibles accidentes. Una precaución de seguridad menos obvia es el diseño de cualquier equipo de medida que se utilice para mantener el sistema eléctrico.

La norma 61010 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) trata las disposiciones relativas a requisitos de seguridad de los equipos eléctricos de medición, control y uso en laboratorio. Incluye disposiciones para la comprobación y medición de circuitos y para equipos. Un aspecto clave de esta norma es la protección contra líquidos y objetos sólidos. Los depósitos extraños en las piezas de aislamiento pueden suponer un peligro y la acumulación de objetos extraños puede provocar la propagación del fuego.

La mayoría de los equipos de medida eléctricos portátiles se utilizan fuera de entornos de sala limpia y, en consecuencia, las condiciones ambientales en las que se realizan las pruebas suelen ser difíciles. Pruebas de plagas de humedad, polvo y temperatura extremas. En este artículo se examinan el grado de contaminación y las clasificaciones de protección contra la entrada (IP), así como por qué son fundamentales para el diseño de equipos y la selección por parte del usuario.

Grado de contaminación

Como se ha indicado anteriormente, la norma IEC 61010 especifica la protección contra líquidos y objetos sólidos. El agua es el líquido más común y el polvo el objeto sólido más común, aunque también se consideran otros elementos como cables, dedos, herramientas, etc. La IEC clasifica estos elementos externos como "contaminación" y ha establecido un sistema de clasificación para determinar el nivel de contaminación en el medio ambiente donde se realizarán las pruebas.

En la norma IEC 60947-1 se indica el nivel de contaminación que se puede esperar en un entorno. El grado de contaminación se define como el grado de contaminación por polvo, partículas conductoras u otras sustancias que se pueden acumular en el entorno de medida y afectar al rendimiento o la seguridad. Además del polvo y otros contaminantes, la humedad y la temperatura afectan al número; cuanto mayor sea el número, mayor será el nivel de contaminación conductiva.

Para aquellos que desean una descripción más compleja del grado de contaminación, se extrae lo siguiente de la norma:

"Cantidad de polvo conductor o higroscópico, gas ionizado o sal y en la humedad relativa y su frecuencia de aparición, lo que da lugar a una absorción higroscópica o condensación de la humedad, lo que reduce la resistencia dieléctrica o la resistividad de la superficie".

El grado de contaminación afecta a las líneas de fuga ("creepage") y la distancia al aislamiento ("clearance"). Los organismos de normas de seguridad, como Underwriters Laboratories e IEC, clasifican los niveles de grado de la siguiente manera:

Grado de contaminación 1: No se produce contaminación o solo contaminación seca, no conductiva. La contaminación no tiene ningún efecto. Un ambiente de sala limpia.

Grado de contaminación 2: Normalmente solo se produce contaminación no conductiva. Se prevé que se produzca una cierta conductividad temporal provocada por condensación. Entorno de laboratorio u oficina.

Grado de contaminación 3: Se produce contaminación conductiva o contaminación seca no conductiva que se convierte en conductiva debido a la condensación. Entornos industriales hostiles.

Grado de contaminación 4: La contaminación genera conductividad persistente causada por polvo conductor, lluvia o nieve. Entornos exteriores con humedad o polvo excesivos.

El entorno en el que vayan a efectuarse las mediciones tiene un impacto significativo en el diseño seguro del equipo. Esto nos lleva a la clasificación IP.

Clasificación de protección contra la entrada (IP)

Tienden a producirse problemas eléctricos si hace mal tiempo. No es infrecuente efectuar mediciones bajo la lluvia, con salpicaduras de agua. También se llevan a cabo mediciones en entornos con polvo y suciedad. A menudo los equipos también se guardan en entornos también deficientes; a veces se dejan a la intemperie, expuestos a inclemencias de todo tipo.

La clasificación IP señala la eficacia de los armarios eléctricos en la obstrucción de materias extrañas (polvo, humedad, líquidos). Le indica si el equipo es seguro para el entorno en el que se va a utilizar. El sistema de clasificación IP ha sido dispuesto por la IEC en su Norma 529. Se compone de dos dígitos, cada uno de los cuales representa una característica independiente. El primer número indica la protección contra componentes peligrosos (como cables o herramientas) y objetos sólidos extraños (como polvo). El segundo número indica la protección contra la humedad. Cuanto mayor sea el número, mejor será el grado de protección.

En las siguientes tablas se indica el grado de protección según la clasificación IP:

       
Protección contra el acceso a componentes peligrosos (primer dígito)

Protección contra la entrada de objetos extraños sólidos (primer dígito)

         
Protección contra la entrada de líquidos (segundo dígito)

   
A modo de ejemplo, analicemos una calificación de IP54. Recuerde que cada dígito está relacionado con una calificación separada. Un valor de 5 indica "con protección contra el polvo", además de protección contra invasión con un cable de hasta 1,0 mm. Solo hay una categoría superior: "con estanquidad al polvo". El segundo dígito se refiere a la humedad. Una clasificación de 4 señala resistencia a las "salpicaduras de agua en cualquier dirección".

Opcionalmente, un equipo con una clasificación IP40 puede tener una protección adecuada contra el polvo, pero no tiene protección contra el agua y no debe utilizarse en exteriores ni en interiores húmedos. Algunos equipos tienen varios valores nominales, uno con la tapa abierta y otro superior con la tapa cerrada (para almacenamiento). Se recomienda confirmar los valores nominales con la tapa abierta y la tapa cerrada.

Los fabricantes de equipos deben publicar las clasificaciones IP de sus equipos. Compare la clasificación con el entorno en el que vayan a efectuarse las mediciones.

Conclusión

Los equipos de medida eléctrica tienden a utilizarse en entornos difíciles. Conocer las características propias del entorno y el grado de contaminación es fundamental para elegir un equipo que sobreviva al medio ambiente y lo mantenga seguro. Imagínese trabajar en una cantera o una planta cementera. Hay polvo conductor en el aire por todas partes. ¿Qué pasa con una planta de pulpa de celulosa y papel donde el grado de humedad es elevado? Cabe pensar de las mismas formas en distintas partes del mundo donde pueda haber un elevado grado de humedad u otras condiciones relacionadas con el medio ambiente.

La clasificación IP es la que le orienta a la hora de probar la compatibilidad con el correspondiente entorno. Conozca su entorno. Seguidamente, determina la clasificación IP mínima necesaria para proteger el equipo y protegerle a usted mismo. Los equipos que superen el mínimo ofrecen ventajas adicionales. Evite cualquier equipo que tenga una clasificación IP por debajo de su mínimo.