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EFECTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA EN LOS HUMANOS

LUIS EDUARDO DIAZ DIAZ

PRESENTADO AL PROFESOR BERNARDO NUÑEZ

CORPORACION UNIVERSITARIA DE LA COSTA C.U.C FACULTAD DE INGENIERIA BARRANQUILLA 2011

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA EN LOS HUMANOS

Los seres vivos y en particular el cuerpo humano reaccionan cuando son sometidos a descargas eléctricas. Este fenómeno fue estudiado ampliamente por LUIGUI GALVANI_ cuando realizo una serie de experimentos con ancas de rana; usando la pila eléctrica inventada por ALEXANDRO VOLTA. Los experimentos de Luigi permitieron observar que cuando las ancas de las ranas se sometían a una descarga eléctrica, sufrían contracciones involuntarias, con estos experimentos se pudieron establecer los efectos producidos por la electricidad en los nervios y músculos de los animales. En nuestro cuerpo se cumplen las mismas leyes físicas de los circuitos eléctricos, éstas son: Ley de Ohm: En una resistencia al paso de la corriente eléctrica, sometida a una diferencia de potencial, la intensidad de la corriente eléctrica es directamente proporcional a la tensión e inversamente al valor de la resistencia: Ley de Watt: La potencia eléctrica, es el trabajo producido por una resistencia debida a la circulación por ella de una corriente eléctrica, esta potencia es directamente proporcional a la tensión y a la intensidad de la corriente Ley de Joule: Cuando una corriente circula a través de una resistencia esta se calienta y disipa una energía que es directamente proporcional a la potencia eléctrica y al tiempo que permanece la circulación de la corriente. Durante las últimas décadas se han realizado experiencias sobre cadáveres, personas vivas y fundamentalmente sobre animales, que permiten hacernos una idea de los efectos que produce el paso de la electricidad por el cuerpo de personas en condiciones fisiológicas normales. Resistencia del cuerpo humano El cuerpo humano presenta una resistencia al paso de la corriente eléctrica normalmente elevada, aunque esta depende de varios factores sobre todo del estado de la piel; así, una piel seca ofrecerá alta resistencia, mientras que una piel húmeda ofrece baja resistencia; la piel herida también ofrece baja resistencia permitiendo que la corriente fluya fácilmente por el torrente sanguíneo y los otros tejidos orgánicos. El cuerpo humano es conductor de la electricidad por lo que la intensidad que por él circula es consecuencia directa de la tensión aplicada y de la resistencia que ofrece al paso de la corriente. La resistencia en el cuerpo humano depende de los siguientes aspectos: • • • • • • • •

Resistencia de la piel a la entrada de la corriente. Resistencia opuesta por los tejidos y órganos. Resistencia de la piel a la salida de la corriente. La superficie de o. La humedad de la piel. La presión de o. El tipo de calzado. La humedad del terreno.

Teniendo en cuenta que el cuerpo humano se comporta como una resistencia R Los valores típicos son: CLASE DE RESISTENCIA VALOR DE RESISTENCIA Piel seca 600.000 ohmios Piel húmeda 100.000 ohmios Por el interior del cuerpo (de las 600 a 400 0hmios manos a los pies) De una oreja a otra oreja 100 ohmios Lo anterior significa que si la piel está seca la “R” es alta, pero si está húmeda la “R” es baja. Por lo tanto la corriente es inversamente proporcional a la “R” y como consecuencia pasará más cantidad de corriente a través de nuestro cuerpo cuando está húmedo. Para que se produzca el choque eléctrico, una persona tiene que formar parte de un circuito eléctrico, y cuando la persona forma parte de un circuito puede ofrecer el camino de más baja resistencia al paso de la corriente. ¿Cuáles son las condiciones para que circule la corriente? Para que circule corriente a través de un elemento o del cuerpo humano se deben existir las siguientes condiciones: - Dos puntos de o: A y B. Que el cuerpo humano cierre el circuito en dos puntos, uno de entrada y otro de salida, independiente de la parte del cuerpo que toque el circuito. - Tensión aplicada entre A y B. Cuando la persona cierre el circuito debe haber en ese momento un voltaje o fuente de poder que la suministre. - Camino eléctrico (de baja resistencia) Cuando el cuerpo humano entra en o con energía, el camino que recorre la corriente no debe ser interrumpida, para que se genere un punto de entrada y otro de salida (se puede interrumpir con un aislador).

¿Cómo pasa la corriente eléctrica por el cuerpo humano?

Las consecuencias del accidente dependen de los órganos del cuerpo humano (cerebro, corazón, pulmones), que atraviese la corriente eléctrica a su paso por él. Las mayores lesiones se producen cuando la corriente eléctrica circula entre los siguientes puntos de o: • Mano derecha - pie izquierdo • Mano izquierda – pie derecho • Manos - cabeza • Mano derecha – tórax – mano izquierda • Mano – brazo – codo • Pie derecho – pie izquierdo LAS CINCO FORMAS DE ELECTRIZARSE • o bipolar: entre fase (positivo) y fase (positivo) -----es un accidente frecuente • o bipolar: fase (positivo) y neutro (negativo) energizado----- es un accidente poco frecuente. • o bipolar: neutro energizado con neutro energizado ----- accidente muy poco frecuente. • o Unipolar: fase a tierra (la masa) ------ es un accidente muy frecuente. • o unipolar neutro energizado a tierra (la masa) ----- es un accidente frecuente.

REACCIÓN DEL CUERPO A LA DESCARGA ELÉCTRICA O ELECTRIZACIÓN. Por ser el cuerpo humano un conductor de electricidad, podemos aplicarle la ley de OHM. I=V/R (V) Voltaje aplicado al cuerpo (I) Intensidad que pasa por el cuerpo = -----------------------------------------------(R) Resistencia del cuerpo y sus os

La gravedad de la descarga no viene determinada solamente por el voltaje, depende de: •

La cantidad de corriente que circula por el cuerpo.

•

El tiempo de permanencia del cuerpo formando el circuito.

•

La capacidad de reacción del cuerpo humano.

•

La frecuencia (sí es corriente alterna).

Efectos de la corriente eléctrica sobre el organismo según el valor de la intensidad. Efectos de la corriente INTENSIDAD DE CORRIENTE De 0 a 1 mA De 2 a 8 mA. De 9 a 15 mA. De 16 a 25 mA De 26 a 50 mA. De 51 a 100 mA. De 101 a 200 mA. Mas de 200 mA De 1 a 2 Amp.

EFECTO No produce ninguna sensación en la mano. Choque no doloroso, no pierde control muscular. Choque doloroso, no pierde control muscular Choque doloroso, con posible pérdida de control muscular Choque doloroso, fuertes contracciones musculares y dificultad para respirar Además de los efectos anteriores se presenta fibrilación del corazón. Casi siempre provoca la fibrilación y la muerte instantánea. Fuertes contracciones de los músculos del corazón que se mantiene paralizado Quemaduras graves profundas (tercer grado).

Efectos de la corriente eléctrica Efectos sobre el sistema nervioso: El cerebro efectúa el control nervioso por medio de impulsos eléctricos, por esto cualquier corriente externa puede provocar perdida del control muscular o desordenes de tipo nervioso. Efectos sobre el sistema circulatorio: El sistema circulatorio es un sistema hidráulico por el cual fluye la sangre, en vez de agua o aceite.

Haciendo la analogía entre un sistema hidráulico y el sistema circulatorio: El sistema hidráulico tiene tubería, la tubería del sistema circulatorio son las venas, el sistema hidráulico requiere de una bomba, la bomba del sistema circulatorio es el corazón que bombea sangre cuando recibe impulsos eléctricos. En otras palabras, si existe fibrilación ventricular o si ocurre un paro cardiaco se provoca interrupción de la circulación sanguínea, que es la mayor causa de muerte por accidentes de tipo eléctrico. Efectos de la corriente eléctrica _ Efectos sobre el sistema nervioso: El cerebro efectúa el control nervioso por medio de impulsos eléctricos, por esto cualquier corriente externa puede provocar perdida del control muscular o desordenes de tipo nervioso. Efectos sobre el sistema circulatorio: El sistema circulatorio es un sistema hidráulico por el cual fluye la sangre, en vez de agua o aceite. Haciendo la analogía entre un sistema hidráulico y el sistema circulatorio: El sistema hidráulico tiene tubería, la tubería del sistema circulatorio son las venas, el sistema hidráulico requiere de una bomba, la bomba del sistema circulatorio es el corazón que bombea sangre cuando recibe impulsos eléctricos. En otras palabras, si existe fibrilación ventricular o si ocurre un paro cardiaco se provoca interrupción de la circulación sanguínea, que es la mayor causa de muerte por accidentes de tipo eléctrico. Principales factores que influyen en el efecto eléctrico Intensidad de la corriente Es uno de los factores que más inciden en los efectos y lesiones ocasionados por el accidente eléctrico. En relación con la intensidad de corriente, son relevantes los conceptos que se indican a continuación. Umbral de percepción: es el valor mínimo de la corriente que provoca una sensación en una persona, a través de la que pasa esta corriente. En corriente alterna esta sensación de paso de la corriente se percibe durante todo el tiempo de paso de la misma; sin embargo, con corriente continua solo se percibe cuando varía la intensidad, por ello son fundamentales el inicio y la interrupción de¡ paso de la corriente, ya que entre dichos instantes no se percibe el paso de la corriente, salvo por los efectos térmicos de la misma. Generalizando, la Norma CEI 479-11994 considera un valor de 0,5 mA en corriente alterna y 2 mA en corriente continua, cualquiera que sea el tiempo de exposición. Umbral de reacción: es el valor mínimo de la corriente que provoca una contracción muscular. Umbral de no soltar: cuando una persona tiene sujetos unos electrodos, es el valor máximo de la corriente que permite a esa persona soltarlos. En corriente alterna se considera un valor máximo de 10 mA , cualquiera que sea el tiempo de exposición. En corriente continua, es difícil establecer el umbral de no soltar ya que solo el comienzo y la interrupción del paso de la corriente provoca el dolor y las contracciones musculares. Umbral de fibrilación ventricular: es el valor mínimo de la corriente que puede provocar la fibrilación ventricular. En corriente alterna, el umbral de fibrilación ventricular decrece considerablemente si la duración del paso de la corriente se prolonga más allá de un ciclo cardíaco. Adecuando los resultados de las experiencias efectuadas sobre animales a los seres humanos, se han establecido unas curvas, por

debajo de las cuales no es susceptible de producirse. La fibrilación ventricular está considerada como la causa principal de muerte por choque eléctrico. En corriente continua, si el polo negativo está en los pies (corriente descendente), el umbral de fibrilación es de aproximadamente el doble de lo que sería si el polo positivo estuviese en los pies (corriente ascendente). Si en lugar de las corrientes longitudinales antes descritas fuese una corriente transversal, la experiencia sobre animales hace suponer que, solo se producirá la fibrilación ventricular con intensidades considerablemente más elevadas. En la figura 3 se representan los efectos de una corriente continua ascendente con trayecto mano izquierda-los dos pies; se puede apreciar que para una duración de choque superior a un ciclo cardíaco el umbral defibrilación en corriente continua es muy superior que en corriente alterna. Duración del o eléctrico Junto con la intensidad es el factor que más influye en el resultado del accidente. Por ejemplo, en corriente alterna y con intensidades inferiores a 100 mA, la fibrilación puede producirse si el tiempo de exposición es superior a 500 ms. Impedancia del cuerpo humano Su importancia en el resultado del accidente depende de las siguientes circunstancias: de la tensión, de la frecuencia, de la duración del paso de la corriente, de la temperatura, del grado de humedad de la piel, de la superficie de o, de la presión de o, de la dureza de la epidermis, etc. Las diferentes partes del cuerpo humano, tales como la piel, los músculos, la sangre, etc., presentan para la corriente eléctrica una impedancia compuesta por elementos resistivos y capacitivos. Durante el paso de la electricidad la impedancia de nuestro cuerpo se comporta como una suma de tres impedancias en serie: • Impedancia de la piel en la zona de entrada. • Impedancia interna del cuerpo. • Impedancia de la piel en la zona de salida. Hasta tensiones de o de 50 V en corriente alterna, la impedancia de la piel varía, incluso en un mismo individuo, dependiendo de factores externos tales como la temperatura, la humedad de la piel, etc.; sin embargo, a partir de 50 V la impedancia de la piel decrece rápidamente, llegando a ser muy baja si la piel está perforada. La impedancia interna del cuerpo puede considerarse esencialmente como resistiva, con la particularidad de ser la resistencia de los brazos y las piernas mucho mayor que la del tronco. Además, para tensiones elevadas la impedancia interna hace prácticamente despreciable la impedancia de la piel. Para poder comparar la impedancia interna dependiendo de la trayectoria, en la figura 6 se indican las impedancias de algunos recorridos comparados con los trayectos mano-mano y manopie que se consideran como impedancias de referencia (100%).