Contactos GFCI. ¿Qué son y cómo protegen a las personas?

02.02.23 01:05 AM By kinenergy.internacional

Como se mencionó en el artículo “Principios de seguridad eléctrica” cuando hablamos de seguridad eléctrica, debemos pensar también en un uso seguro y eficiente de la energía eléctrica, de tal manera que nuestros sistemas cumplan con los requisitos mínimos necesarios para cuidar de las personas, los activos y la continuidad operacional. Por ello, en este artículo hablaremos de la importancia que tienen los contactos GFCI para salvaguardar la integridad de los usuarios. 


Para este fin, empezaremos enlistando algunas definiciones clave para el entendimiento del tema.


La norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-2012 (en adelante, la NOM) en el artículo 100, define un contacto como:


Contacto (receptáculo): Dispositivo de conexión eléctrica instalado en una salida para la inserción de una clavija. Un contacto sencillo es un dispositivo de un solo juego de contactos, mientras que un contacto múltiple es aquel que contiene dos o más dispositivos de contacto en el mismo chasis o yugo. 

Un contacto GFCI (del inglés Ground Fault Circuit Interrupter) también conocido en español como contacto ICFT (Interruptor de Circuito por Falla a Tierra) se define en la NOM como:


Interruptor de Circuito por Falla a Tierra: Dispositivo diseñado para la protección de las personas. Funciona para desenergizar un circuito o parte del mismo dentro de un periodo determinado o cuando una corriente a tierra excede un valor predeterminado menor que el necesario para accionar el dispositivo de protección contra sobrecorriente del circuito de alimentación.


La NOM no define el concepto de falla a tierra, sin embargo, en la sección 250-2, sobre Puesta a Tierra y Unión, define lo siguiente:


Trayectoria de la Corriente de Falla a Tierra: Trayectoria eléctricamente conductora desde el punto de falla a tierra en un sistema de alambrado a través de conductores o equipo que normalmente no transporta corriente o la tierra hasta la fuente de alimentación eléctrica.


Nota: Ejemplos de trayectorias de corriente a falla a tierra podrían consistir en cualquier combinación de conductores de puesta a tierra de equipos, canalizaciones metálicas, cubiertas metálicas de cables, equipo eléctrico y cualquier otro material eléctricamente conductor tal como tuberías metálicas de agua y gas, elementos estructurales de acero, mallas metálicas para recubrimiento de paredes, ductos metálicos, refuerzos de acero, blindajes de cables de comunicaciones y la propia tierra.

 

Trayectoria Efectiva de la Corriente de Falla a Tierra: Trayectoria construida intencionalmente, eléctricamente conductora, de baja impedancia, diseñada para transportar corriente bajo condiciones de falla a tierra desde el punto de falla a tierra en un sistema de alambrado hasta la fuente de alimentación eléctrica y que facilita el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobrecorriente o de los detectores de falla a tierra en sistemas puestos a tierra de alta impedancia.


Adicionalmente, la NOM nos da la siguiente definición en el Artículo 100:


Corriente de Interrupción: Corriente máxima a la tensión que un dispositivo es capaz de interrumpir bajo condiciones de prueba normalizadas.


Nota: Los dispositivos diseñados para interrumpir corriente de otros niveles distintos a los de falla, pueden tener su capacidad de interrupción expresada en otros parámetros como: kilovoltamperes, caballos de fuerza o corriente a rotor bloqueado. 

Operación de un contacto normal

Un contacto normal opera con una terminal de Fase (F), una terminal de Neutro (N) y una terminal de puesta a tierra (T).  Véase en la imagen. Un voltaje se genera entre la terminal de Fase y Neutro, lo cual genera una corriente eléctrica al conectar un equipo (impedancia). 

Prácticamente en el funcionamiento de un circuito eléctrico tenemos una corriente que viene y una corriente que regresa hacia la fuente (que sería la fase y el neutro). Cuando conectamos una clavija cerramos el circuito ocasionando que la corriente de la fase entre a nuestro aparato y regrese por el neutro.


Un contacto GFCI cuenta con las mismas terminales que un contacto normal, pero en su interior está integrado un circuito sensor de estado sólido (que se encarga de censar la corriente que entra y sale del contacto) y un circuito de disparo, el cual opera en el momento en que detecta una corriente a tierra superior a la de diseño.

Operación de un contacto GFCI

Un contacto GFCI cuenta con las mismas terminales que un contacto normal, pero en su interior está integrado un circuito sensor de estado sólido (que se encarga de sensar la corriente que entra y sale del contacto) y un circuito de disparo, el cual opera en el momento en que detecta una corriente a tierra superior a la de diseño.

Ground fault circuit interrupter internal componentes and connections

Típicamente en un circuito eléctrico se induce una corriente en el embobinado sensor cuando hay una diferencia de corriente a la entrada y a la salida de las terminales del contacto, lo cual significa que hay una fuga de corriente potencialmente peligrosa. 

Figure 1a. No current is induced in the coil because both wires are carryng the same current

Figure 1b. A small amount of current is induced in the coil because of the unbalance of current in the conductors

Representación esquemática de su funcionamiento:

GFCI Application Circuit

Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica

¿Cuáles son los niveles de electrocución que debemos evitar?


Estos pueden variar dependiendo de cada persona, pero generalmente los valores que encontramos van a partir de 1 mA con el cual el cuerpo puede sentir la sensación de cosquilleo de la corriente eléctrica, mientras que a partir de 5 mA ya tenemos calambres y movimientos reflejos musculares, en este nivel, ya puede ocasionar dolor una descarga de corriente. A partir de 10 mA ya se puede presentar lo que se conoce como el “atrapamiento” el cual ya puede ocasionarnos daño y es lo que se busca prevenir dentro de un inmueble mediante el uso de este tipo de contactos.


A continuación, te presentamos algunas tablas de valores de electrocución con los posibles riesgos: 

Tabla 1. Efectos sobre el organismo de la intensidad.
Tabla 3. Comparación de una descarga eléctrica de corriente alterna y corriente directa.

Requerimientos de la NOM

La NOM indica en la sección 210-8* lo siguiente:


210-8. Protección de las personas mediante interruptores de circuitos por falla a tierra. Se debe brindar protección a las personas mediante interruptores de circuito por falla a tierra y como se exige en (a) a (c) siguientes: El interruptor de circuito por falla a tierra se debe instalar en un lugar fácilmente accesible. En la norma de producto se establece que estos dispositivos deben ser CLASE A (6 mA), mayor información sobre este concepto se encuentra el Apéndice B en la Tabla B.1.2.


Nota: Véase 215-9 para la protección de las personas mediante interruptores de circuito por falla a tierra en los circuitos alimentadores.


La NOM nos indica que este tipo de contactos deben ser instalados en:

 

a)  Unidades de vivienda. Todos los contactos en instalaciones monofásicas de 120 volts de 15 y 20 amperes, instalados en los lugares que se especifican en los incisos (1) hasta (3) siguientes, deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor de circuito por falla a tierra: 


(1)  Cuartos de baños.

(2)  Cocheras y también edificios auxiliares con un nivel situados sobre o debajo del nivel del piso, que no estén previstos como cuartos habitables y estén limitados a áreas de almacenamiento, áreas de trabajo y áreas de uso similar.

(3)  En exteriores.


b)  Edificios que no sean viviendas. Todos los contactos en instalaciones monofásicas de 120 de 15 y 20 amperes, instalados en los lugares que se especifican en (1) hasta (4) siguientes, deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor de circuito por falla a tierra: 


(1)  Cuartos de baños.

(2)  Cocinas.

(3)  Azoteas.

(4)  En exteriores.


c)  Grúas para botes. Se debe proporcionar protección con interruptor de circuito por falla a tierra para las salidas que no excedan de 240 volts y que alimentan a grúas para botes, instaladas en lugares de unidades de vivienda. 


*No se indican excepciones*

Ejemplos comerciales de contactos GFCI

El estándar 1926 de la OSHA (Operational Safety and Health Administration) en la subparte C (General Safety and Health provisions) inciso (b)(2) requiere la inspección frecuente y regular del equipo. Sin embargo, no menciona una periodicidad.


Las instrucciones incluidas en la mayoría de los contactos GFCI indican que el dispositivo se debe probar una vez al mes.

Recomendaciones

  • Instalar contactos GFCI en los lugares indicados por la NOM. 
  • Verificar conexión de conductor de puesta a tierra.
  • Probar los contactos GFCI al menos una vez al mes.

 

Seguir estas recomendaciones nos ayudará para salvaguardar la integridad de las personas, ya que su mecanismo de funcionamiento nos permite evitar la electrocución.

Artículos y conceptos relacionados:

  • Art. 210 Circuitos Derivados. 
  • Art. 250 Puesta a Tierra y Unión.
  • Art. 517 Instalaciones en Establecimientos de Atención de la Salud.
  • Art. 553 Construcciones Flotantes.
  • ART. 590. Instalaciones Provisionales.
  • ARTÍCULO 680. Albercas, Fuentes e Instalaciones Similares.
  • ART. 690. Sistemas Solares Fotovoltaicos.
  • Configuraciones NEMA de Conexión.
  • Factor de Protección de Ingreso IP (Ingress Protection).
  • Residual Current Device (RCD)
  • Interruptor diferencial

Si deseas contar con un adecuado diseño de tus instalaciones eléctricas para tus inmuebles en KINENERGY contamos con especializas capacitados para ayudarte. ¡Escríbenos y cuéntanos de tu proyecto!

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David Gama     

Diseñador Eléctrico

Ingeniero eléctrico y en electrónica. Especialista en uso eficiente de la energía. Como profesional, se ha dedicado al diseño de instalaciones eléctricas en media y baja tensión, participando en importantes proyectos en la Ciudad de México, así como en varios estados de la República y en el exterior, en colaboración con importantes empresas nacionales e internacionales del sector eléctrico.

Referencias: 


Norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-2012

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