Parte 1 – Una Visión Técnica de la Protección Térmica
Por Maria Chies
La creciente adopción de vehículos eléctricos (VE) e híbridos (VEH) introduce nuevos desafíos en materia de seguridad eléctrica. Estos vehículos emplean sistemas de potencia con tensiones peligrosas, con predominancia de corriente continua (CC) en niveles elevados, especialmente en baterías y convertidores, lo que aumenta la complejidad de los peligros asociados a su uso y mantenimiento. Si bien los riesgos de choque eléctrico están bien documentados, la comprensión y mitigación de los efectos térmicos aún se encuentra en una fase de maduración técnica y normativa.
¿Podemos entonces considerar el peligro de arcos eléctricos en estas nuevas tecnologías?
Este mes le presentaremos, en dos artículos técnicos exclusivos, una visión técnica sobre la protección térmica frente al calor y las llamas en vehículos eléctricos e híbridos, abordando aspectos técnicos y normativos, así como tendencias en la protección de los trabajadores que interactúan con estas tecnologías emergentes.
Acompáñeme en esta lectura…
Arquitectura Eléctrica en VE y VEH
¿Cuáles son los puntos críticos a analizar en los vehículos eléctricos e híbridos?
Los sistemas eléctricos de los VE operan con tensiones que oscilan entre 400 V y 800 V CC, pudiendo superar los 1000 V en modelos de alto rendimiento. Las principales fuentes de riesgo térmico incluyen:
- Conjuntos o “packs” de baterías de iones de litio
- Convertidores CC/CC e inversores CC/CA
- Cables y conectores eléctricos
- Componentes de conmutación de potencia (interruptores)
El arco eléctrico puede ocurrir durante fallas de aislamiento, contactos defectuosos, cortocircuitos o intervenciones técnicas inadecuadas. La naturaleza de la corriente continua favorece la persistencia de los arcos eléctricos, ya que, a diferencia de la corriente alterna, la ausencia del paso por cero dificulta la extinción del arco.
¿Existe, entonces, la probabilidad de que ocurran arcos eléctricos en VEs y VEH?
SÍ. Sin duda existe la probabilidad de ocurrencia de arcos eléctricos, tanto en los vehículos como en sus sistemas de recarga, tema que trataremos con mayor profundidad en nuestro segundo artículo. El hecho de que las baterías no puedan descargarse completamente en los circuitos internos convierte el trabajo en tensión en una realidad impuesta por las actividades de mantenimiento de VEs y VEH.
Escenarios de Uso y Mantenimiento
Durante el uso regular, los riesgos son menores debido a los sistemas de seguridad incorporados en los vehículos (interbloqueos, desconexión automática ante fallas, etc.). Sin embargo, durante las operaciones de mantenimiento y otras intervenciones técnicas, se destacan los siguientes escenarios:
- Desmontaje de paquetes de baterías
- Pruebas de continuidad o aislamiento con instrumentos inadecuados
- Intervenciones en conectores eléctricos
- Modificaciones no autorizadas en circuitos de potencia
- Fallas electromecánicas en componentes críticos
El mantenimiento debe ser realizado por profesionales capacitados, con aplicación de protocolos de bloqueo y etiquetado (LOTO – Lockout/Tagout) en los circuitos de CC. Los riesgos de arcos eléctricos existen en este contexto, aunque se consideran de baja probabilidad. En cambio, los riesgos de incendio son motivo de gran preocupación, y pueden presentarse tanto durante el uso como en el mantenimiento, siendo los arcos eléctricos una posible causa. El potencial calorífico de los incendios en baterías de vehículos es una preocupación constante.
Estudios de Energía Incidente en Sistemas de CC: Un Desafío Técnico
Los métodos tradicionales de cálculo de energía incidente, como la norma IEEE 1584, fueron históricamente desarrollados para sistemas de corriente alterna. Aunque la NFPA 70E (Apéndice D) incluye métodos de análisis en corriente continua (modelos de arco de CC – D. Doan, M. Capelli-Schellpfeffer), aún existen importantes brechas, tales como:
- Determinación precisa de la distancia de trabajo
- Factores de corrección para circuitos de CC pulsada
- Modelos matemáticos validados para duración e intensidad del arco en baterías
Por lo tanto, la caracterización térmica del riesgo en vehículos depende a menudo de estimaciones conservadoras, lo que conduce al uso de telas con mayor nivel de protección térmica. ¿Pero es esto realmente lo más adecuado?
Con una industria relativamente reciente, es difícil afirmar si estamos en el camino correcto, aunque investigaciones recientes ya comienzan a proporcionar indicios sobre el comportamiento de las telas de protección térmica frente a arcos en corriente continua.
¿Debo utilizar prendas más conservadoras dado que se trata de un tema reciente y poco investigado?
La certificación de las prendas de protección contra arco eléctrico sigue, en general, la normativa ASTM (ASTM F1506 / ASTM F1959) o la normativa IEC (IEC 61482-2 / IEC 61482-1-1). Cabe destacar que la certificación para fuego repentino se rige por la norma NFPA 2112 (con ensayos en maniquí instrumentado según ASTM F1930).
Sin embargo, debemos recordar siempre que “Las telas y prendas diseñados para proteger contra los efectos térmicos de arcos eléctricos o fuego repentino no son apropiados para la lucha contra incendios.”
La protección térmica de las telas cuando se enfrentan a arcos de corriente continua se ha convertido en una cuestión clave con el crecimiento de las energías renovables. Esto ha llevado a una orientación conservadora como medida de seguridad, resultando en la recomendación de prendas con valores de ATPV sobredimensionados (> 40 cal/cm²) para ciertos procedimientos en circuitos de corriente continua, como en inversores de potencia o sistemas vehiculares, lo que a su vez implica una sobrecarga en la protección de ojos, rostro, cabeza y manos.
En el caso particular de la protección facial, los investigadores llaman la atención sobre las posibles diferencias en los espectros infrarrojos de los arcos de CA y CC, lo cual podría afectar significativamente la respuesta de los EPP. Este es un aspecto que aún requiere estudios científicos más específicos.
Investigaciones recientes presentadas en el IEEE ESW USA 2025 demuestran que, al evaluar la resistencia al arco eléctrico, el ATPV de telas de una sola capa con diferentes construcciones textiles presenta resultados muy similares tanto en ensayos con corriente alterna como con corriente continua, utilizando un método adaptado del estándar internacional (ASTM F1959) con circuitos rectificadores trifásicos en laboratorios acreditados.
Así, con los avances en las metodologías de estudios de energía incidente en CC, es posible establecer un proceso adecuado de selección de telas de protección térmica en los escenarios de mantenimiento de estos vehículos, sin comprometer el confort, la destreza y la movilidad del trabajador.
Sin embargo, siempre debemos considerar el Análisis de Riesgos específico para cada procedimiento, teniendo en cuenta la variabilidad y dinámica de los procesos que implican la probabilidad de ocurrencia de arcos eléctricos. El tratamiento de los riesgos de incendio debe formar parte del proceso, pero no debemos confundir los peligros involucrados ni las acciones de mitigación y emergencia necesarias en cada situación.
Tendencias en el Campo de los VE y VEH
El aumento del parque vehicular eléctrico exige un enfoque sólido en seguridad eléctrica. Los riesgos de arco en corriente continua, aunque menos documentados, son reales y pueden provocar lesiones térmicas graves. La normalización específica aún está en desarrollo, pero los principios de precaución, el uso de EPP adecuados y la capacitación técnica especializada son medidas indispensables.
¿Le está interesando este tema? Entonces no se pierda nuestra próxima publicación con la segunda parte de este artículo.
Referencias
- IEEE Std 1584-2018 – Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations
- NFPA 70E – Standard for Electrical Safety in the Workplace
- ASTM F1506 – Standard Performance Specification for Flame Resistant Textile Materials for Wearing Apparel for Use by Electrical Workers
- IEC 61482-2:2018 – Live working – Protective clothing against the thermal hazards of an electric arc
- Doan, D. et al. «Modeling DC Arc-Flash Events in Battery Systems», IEEE Electrical Safety Workshop
- Chiesa, M. et al. “Análise Técnica de Riscos de Arco Elétrico em Corrente Contínua”, Revista de Segurança Elétrica, 2023
- SAE J2929 – Electric and Hybrid Vehicle Battery Systems: Safe Design and Testing
- Brian Shiels et.al. “A comparison of fabric arc ratings and the performance of arc rated clothing exposed to arc flashes generated using ac and dc energy sources”. 2025 IEEE Electrical Safety Workshop – USA.