Estudio de Arc Flash para categorizar zonas de riesgo en la Planta Masisa Mapal.

Abstract

El presente estudio se centra en categorizar las zonas de riesgo ante arco eléctrico en la planta Masisa Mapal, para ello se recopiló información a partir de las normas que regulan estos incidentes, encontrándose la NFPA 70E y la IEEE 1584. La primera de estas normas, al tener un enfoque más conservador de seguridad hacia las personas fue la de mayor contenido referencial. En este contexto la norma recomienda que el uso de elementos de protección personal sea la última medida de protección, y en primer lugar se debe asegurar que los espacios sean delimitados de manera coherente al nivel de riesgo, así como el correcto uso de coordinación y selectividad en las protecciones eléctricas, todo esto entendiendo que la seguridad de las personas depende principalmente del conocimiento que estas tengan sobre las condiciones de trabajo, pues no existe ninguna protección capaz de salvar la vida de un trabajador que realice una mantención en un equipo energizado de alto nivel de potencia en contacto directo con la persona. El trabajo fue realizado a partir de la necesidad de tener el conocimiento si en la actualidad se cuenta con todos los criterios de seguridad en la planta. Se recopila la información de transformadores, cargas conectadas, configuración y modelo de las protecciones presentes, así como niveles de cortocircuito desde la barra de alimentación en 154 kV hasta las cargas conectadas en 0,4 y 6 kV. Con esta información se estiman los niveles de energía incidente en diferentes barras del sistema, lo cual se realiza con cálculos teóricos y a partir de simulaciones en ETAP. Para este supuesto se considera que el arco eléctrico ocurre en su peor condición, es decir, que esta sucede mientras la puerta de la celda se encuentra abierta y una persona está ubicada a 46 centímetros del fenómeno. El punto crítico de energía en ambas normas presentadas es de 1,2 [cal/cm2], con esta exposición de energía durante un segundo ocurriría una quemadura mayor a segundo grado. Se obtuvo que el nivel de energía incidente presente en la planta es de 2,72 [cal/cm2] para las celdas de alimentación en MT, mientras que para las áreas de desfibrado y de planta de energía es 1,979 y 3,9 [cal/cm2] respectivamente, en consecuencia, se recomienda la utilización de un equipo de protección de categoría 2, debido a que se encuentra justo en la frontera. Además se revisa un caso hipotético en el que protecciones críticas fueron deshabilitadas, lo cual entrega una energía incidente de 70 [cal/cm2] en el área de desfibrado, lo cual da la oportunidad de considerar EPP de categoría 4, ofreciendo protección ante posibles eventualidades que se pueden dar en la industria para favorecer la productividad de la planta.

The present study focuses on categorizing the risk zones for electric arc incidents at the Masisa Mapal plant. To achieve this, information was collected from the standards that regulate these incidents, namely NFPA 70E and IEEE 1584. The former, with a more conservative safety approach towards personnel, provided the most comprehensive reference content. In this context, the standard recommends that the use of personal protective equipment should be the last resort for protection. The primary emphasis should be on ensuring that spaces are appropriately delimited according to the level of risk, along with the correct use of coordination and selectivity in electrical protections. All of this is based on the understanding that the safety of individuals primarily depends on their knowledge of the working conditions, as there is no protection capable of saving the life of a worker who performs maintenance on a highly powered energized equipment in direct contact with the person. The work was carried out due to the necessity of assessing whether the current safety criteria are met in the plant. Information on transformers, connected loads, configuration, and model of existing protections was collected, in addition to short-circuit levels from the 154 kV power supply to the connected loads at 0.4 and 6 kV. Using this information, incident energy levels at different system points were estimated through theoretical calculations and simulations in ETAP. For this scenario, it was assumed that the electric arc occurs under its worst condition, i.e., with the cell door open and a person located 46 centimeters from the phenomenon. The critical energy point in both presented standards is 1.2 [cal/cm2], and exposure to this energy level for one second would cause a burn greater than second degree. The study found that the incident energy level at the plant is 2.72 [cal/cm2] for the medium voltage (MT) supply cells, while for the debarking and power plant areas, it is 1.979 and 3.9 [cal/cm2] respectively. Therefore, the use of category 2 personal protective equipment is recommended as it is right on the boundary. Additionally, a hypothetical case was examined where critical protections were disabled, resulting in an incident energy of 70 [cal/cm2] in the debarking area. This indicates the need to consider category 4 personal protective equipment to provide protection against potential eventualities that may occur in the industry and to enhance plant productivity.