CAPITOLUL I
10. EFECTELE CURENTULUI ELECTRIC
ASUPRA CORPULUI OMENESC
De la sfritul secolului al XIX-lea, cnd Thomas Alva Edison punea
la New York bazele primei companii de energie electric, i pn astzi,
cteva mii de oameni au czut victim acestei forme, relativ tinere,
de energie. Accidentele au fost provocate de cunotinele incomplete
privind pericolul pe care l prezint electricitatea. La nceput,
electricienii nu au gsit metodele eficiente pentru protecia
mpotriva tensiunilor de atingere periculoase, iar medicii nu au
dispus de msurile terapeutice necesare, cauza morii prin
electrocutare nefiind lmurit mult vreme din punct de vedere
tiinific.
n urma unui lung ir de cercetri tiinifice i de experimente,
efectuate, de cele mai multe ori, pe animale narcotizate i pe
cadavre, aceast problem complex i interdisciplinar a fost rezolvat
de ctre comunitatea tiinific internaional (ingineri, medici i
statisticieni). Au fost gsite modalitile prin care se poate asigura
protecia mpotriva pericolelor pe care la prezint curentul electric
i atunci, cnd este cazul, se poate acorda ajutor celor accidentai
prin electrocutare.
10.1.NOIUNI DE ELECTROFIZIOLOGIE MUSCULAR
Dac ntre dou puncte ale corpului se aplic a diferen de potenial,
prin corp trece un curent electric care poate produce vtmarea sau
chiar moartea. Pentru a putea nelege mai bine efectele curentului
electric, se analizeaz pe scurt cteva fenomene fiziologice din
corpul omenesc.
Atunci cnd un muchi oarecare al unei fiine vii este parcurs n
sens longitudinal de un curent electric, acest muchi tinde s se
contracte dac intensitatea curentului depete o anumit valoare i
dac, ceea ce este remarcabil, caracteristica curentului a atins o
anumit pant (di/dt). Acest lucru este valabil i pentru muchiul
cardiac. Trebuie remarcat ns c muchiul cardiac se deosebete foarte
mult de ceilali muchi, prin faptul c n el se induce permanent o
tensiune necesar pentru funcionarea normal a cordului.
Cordul constituie un dipol electric a crui tensiune are drept
consecin, n mod natural, producerea unui cmp electric n corp.
Diferena de potenial ntre dou puncte ale corpului omenesc, alese
n mod arbitrar, se poate ilustra n mod intuitiv prin intermediul
electrocardiogramei; mrimea absolut a acestei diferene de potenial
variind ntre 1 i 1,6 mV, iar frecvena variind ntre 1,1 i 1,3
Hz.
Dac se aplic o tensiune exterioar pe cord, sistemul de comand i
de propagare al excitaiilor poate fi perturbat astfel nct
funcionarea normal a diferitelor zone ale cordului s fie pus sub
semnul ntrebrii.
10.2.FACTORII CARE DETERMIN GRAVITATEA EFECTELOR
ELECTROCUTRII
10.2.1.INTENSITATEA CURENTULUI STABILIT PRIN CORP. CALEA DE
NCHIDERE A CURENTULUI ELECTRIC. FELUL CURENTULUI
(Intensitatea curentului stabilit prin corpul omenesc.
Sensibilitatea fa de intensitatea curentului electric difer foarte
mult de la un om la altul, aspect evideniat de rezultatele
experimentrilor efectuate de Osypka [27] pe un grup de cincizeci de
persoane sntoase, brbai, cu vrsta cuprins ntre 19 i 39 de ani,
pentru acele ci de curent care intervin cel mai frecvent n practic.
Tabelele 10.1- 10.4 cuprind valorile intensitilor efective, de
ordinul miliamperilor, la care s-au evideniat senzaiile descrise la
5%, 50% i 95% din numrul persoanelor supuse experienelor. La femei,
aceste valori sunt, dup Dalziel, n general, cu circa 30% mai
mici.
La ncercrile n curent alternativ, intensitatea curentului a fost
mrit pn ce persoana supus experimentrii nu s-a mai putut desprinde
cu fore proprii de pe electrozi, iar la ncercrile n curent continuu
s-a mers pn la o intensitate la care durerile, n special la
ncheieturi, s mai poat fi suportabile.
(Calea de nchidere a curentului electric. Analiznd datele
cuprinse n tabelele 10.1- 10.4 se poate observa c senzaiile variaz
nu numai cu intensitatea curentului, ci i cu calea curentului,
aceasta explicndu-se prin densitatea de curent diferit n trunchi fa
de extremiti.
Dup prerea majoritii cercettorilor, traseul cel mai periculos al
curentului este prin regiunea inimii, a organelor respiratorii
(rdcina plmnului) i a creierului.
Conform datelor prezentate n tabelul 10.5, rezult c la 55% din
accidente curentul s-a nchis prin picioare. Se observ c 1% dintre
accidentele mortale au avut loc la atingerea n dou locuri de pe
aceeai mn sau acelai picior, ceea ce pn nu de mult nu se considera
posibil.
Tabelul 10.1
Determinarea senzaiilor n curent alternativ (50 Hz) dup
Osypkacalea de curent: mn mn
Procentul persoanelor supuse experieneiSENZAIILE
5%50%95%
lef [mA]
1234
0,71,21,7Curentul este abia perceptibil n podul palmei
1,02,03,0Furnictur uoar n podul palmei ca i cum minile ar fi
amorite
1,52,53,5Furnictura se percepe i n ncheietura minii
2,03,24,4Vibrare uoar a minilor, apsare n ncheieturile
minilor
2,54,05,5Convulsii uoare n antebra
3,25,27,2Convulsii uoare n partea superioar a braului
4,26,28,2Minile devin rigide i crispate; desprinderea de
elementul aflat sub tensiune mai este nc posibil, se manifest deja
o durere uoar
4,36,68,9Convulsii n partea superioar a braului; minile devin
grele i insensibile; senzaie de furnicturi pe toat suprafaa
braului
7,011,015,0Convulsie general a muchilor braului ajungnd pn la
umeri; desprinderea de elementul aflat sub tensiune abia mai este
posibil
8,512,016,5Crisparea complet a minilor i braelor; desprinderea
de elementul aflat sub tensiune nu mai este posibil; poate fi
suportat numai circa 20 secunde; se manifest dureri violente
Tabelul 10.2
Determinarea senzaiilor n curent alternativ (50 Hz) dup
Osypkacalea de curent: mn picioare
Procentul persoanelor
supuse experieneiSENZAIILE
5%50%95 %
lef [mA]
1234
0,92,23,5Curentul este perceptibil n podul palmei
1,83,45,0Furnicturi n toat mna, ca i cum ar fi amorit
2,94,86,7Apsare uoar n ncheietura minii; furnictur accentuat
4,06,08,0Apsare perceptibil n antebra
5,37,610,0Prima senzaie pe tlpi (furnictur uoar); apsare n
antebra
5,58,511,5Crispare uoar n ncheietura minii; micarea minii este
dificil; apsare pe glezne
Tabelul 10.2 (continuare)
1234
6,59,512,5Furnicturi n partea superioar a braului; crisparea
puternic a braului, n special a ncheieturii minii
7,511,014,5Furnictur violent, ajungnd pn la umr; antebraul rigid
pn la cot, desprinderea de elementul aflat sub tensiune abia mai
este posibil
8,812,315,8Apsare n jurul gleznei i clciului; degetul mare al
minii complet crispat
10,014,018,0Desprinderea de elementul aflat sub tensiune nu mai
este posibil dect cu un efort extrem
12,016,020,0Durere sfietoare n ncheietura minii i n cot;
desprinderea de elementul aflat sub tensiune nu mai este
posibil
Tabelul 10.3
Determinarea senzaiilor n curent alternativ (50 Hz) dup
Osypkacalea de curent: mini picioare
Procentul persoanelor supuse experieneiSENZAIILE
5%50%95 %
lef [mA]
1234
1,73,04,3Curentul abia este perceptibil n podul palmei
2,85,27,6Furnicturi n mini, ca i cum ar fi amorite
4,06,48,8Apsare uoar la ncheieturile minilor
5,06,78,4Furnictur uoar n tlpi; apsare uoar n ncheieturile
minilor
6,59,011,5Apsare puternic n ncheieturile minilor, ajungnd pn la
antebra, apsare uoar la glezne; furnicturi n clci
8,011,414,8Furnicturile ajung pn la pulpe i n partea superioar a
braelor; apsare puternic n glezne, n ncheieturile minilor i n
coaste
9,613,317,0Apariia senzaiei de greutate n picioare; braele ncep
s se crispeze
11,015,520,0Braele sunt aproape rigide i crispate
13,017,021,0Dureri la glezne; pulpele ncep s se crispeze
14,4 19,023,5Crisparea braelor, ajungnd pn la umr; desprinderea
de elementul aflat sub tensiune abia mai este posibil
15,521,027,0Dureri sfietoare n glezne, n ncheieturile minilor i
n coate; desprinderea de elementul aflat sub tensiune nu mai este
posibil dect cu un efort extrem
15,523,030,5Minile sunt atrase spre corp, desprinderea de
elementul aflat sub tensiune nu mai este posibil; durere sfietoare
n picior, ca n cazul unei luxaii
Tabelul 10.4
Determinarea senzaiilor n curent continuu dup Osypkacalea de
curent: mn mn
Procentul persoanelor
supuse experieneiSENZAIILE
5%50%95 %
lef [mA]
1234
678Furnictur uoar n podul palmei i n vrful degetelor
101215Senzaie de cldur i furnictur accentuat n podul palmei;
apsare uoar n ncheieturile minii
182125Apsare puternic pn la nepare n ncheieturile minilor i n
palme
252730Furnicturi n antebra; dureri n ncheieturile minilor;
durere sfietoare n mini, senzaie mrit de cldur
303235Durere mrit n ncheieturile minilor, furnicturile ajungnd
pn la coate
303540Dureri violente n ncheieturile minilor i dureri sfietoare
n mini
404345Dureri foarte intense n ncheieturile minilor; dureri
violente i ascuite n mini, putnd fi suportate cel mult 10
secunde
Tabelul 10.5
Determinarea procentului de accidente prin electrocutare n
funcie de calea curentului
CALEA CURENTULUIPROCENTUL
De la podul palmelor pn la spatele minilor sau spre umeri25
De la spatele minilor sau de la umr spre picioare23
De la podul palmei spre un picior sau spre ambele picioare17
De la podul unei palme spre podul celeilalte palme14
De la gt, spate sau abdomen, spre picioare5
De la fa sau piept, spre picioare10
De la un loc la altul, pe aceeai mn sau pe acelai picior1
Diverse5
TOTAL100
(Felul curentului. O comparare a sensibilitii la curent continuu
cu cea la curent alternativ, arat c la curent continuu nu apar
convulsii i c au fost suportai cureni continui avnd o intensitate
aproximativ de trei ori mai mare dect n cazul curent alternativ
Contracii musculare involuntare adeseori dureroase, au fost
observate n momentul conectrii i n special al deconectrii de la
sursa de curent.
10.2.1.1. Intensitatea curentului i fibrilaia cardiac
Rezultatele cercetrilor din ultimele decenii au demonstrat, n
mod cert, c n cel puin 2/3 din totalul accidentelor cu sfrit
mortal, intervenite n reelele de joas tensiune, cauza primar a
morii a fost fibrilaia cardiac. Locul ritmului ordonat al inimii l
iau, n acest caz, cicluri de lucru dezordonate i asincrone ale
fibrelor muchiului cardiac, ceea ce conduce n final la ncetarea
efectului de pompare a cordului i deci a circulaiei sngelui, iar
dup circa 3-5 minute intervine moartea (figura 10.1).
Fibrilaia cardiac se produce nu printr-o leziune direct a
cordului ci printr-o supraexcitaie a acestuia.
Fig.10.1. Electrocardiograma unui animal de experien (porc)
a - n repaus (electrocardiogram normal); b - la trecerea unui
curent electric de 8 A, timp de 45ms, care a produs o fibrilaie
cardiac mortal
Fig.10.2. Electrocardiograma normal a omului (schematizat)
TH perioada cordului, t1 timpul de adaptare, t2 timpul de
evacuare,
t3 timpul de destindere, t4 timpul de umplere
Pericolul mare al fibrilaiei cardiace const n faptul c odat ce a
luat natere, nu mai poate fi ntrerupt pe cale natural fiind necesar
o difibrilaie electric. Tendina la fibrilaie a cordului este maxim
atunci cnd excitaia aprut ca urmare a curentului electric coincide
cu faza vulnerabil a cordului (valoarea de vrf din
electrocardiograma prezentat n figura 10.2).
Fig.10.3. Reprezentarea celor trei domenii ale intensitilor
curentului prin om
n funcie de durata de aciune a acestora, dup Osypka
n diferitele sale stri de contracie, cordul are fa de curent
sensibiliti difereniate. Pentru declanarea fibrilaiei cardiace, n
special cnd timpul de acionare este sub 1s, este necesar o anumit
intensitate a curentului electric i anume 200-300 mA (domeniul III
al intensitilor de curent).
Conform figurii 10.3, la un timp de acionare de peste 1s,
intensitatea curentului trebuie s fie de cel puin 85 mA pentru a
declana o fibrilaie cardiac periculoas. Cele trei domenii ale
intensitilor de curent reprezentate n figura10.3 se bazeaz pe
cercetri ale lui Koeppen i Osypka, care au fost completate i
precizate de Rolf Mller [27].
Curba punctat dintre curbele a i b ilustreaz cantitatea de
electricitate, respectiv intensitatea curentului, la care poate
avea loc oprirea respiraiei, dar la care poate s apar ns i
fibrilaia cardiac n cazul unei durate mai mari de aciune a
curentului. Sub curba punctat nu sunt de ateptat efecte mortale; ns
la intensiti ale curentului apropiate de aceast curb poate avea loc
pierderea cunotinei.
n concluzie, intensitatea curentului nu poate fi considerat ca
fiind singurul factor care determin fibrilaia cardiac, nici chiar n
faza sensibil a cordului; rolul hotrtor l joac produsul dintre
intensitatea curentului i timp, adic cantitatea de
electricitate.
Ca limit nepericuloas se ia valoarea la care omul se desprinde
singur de sub aciunea curentului fr ajutorul altei persoane.
Normele n vigoare stabilesc aceast valoare la 10 mA n cazul
reelelor de curent alternativ i la 50 mA n cazul reelelor de curent
continuu.
Nu toate lucrrile cercettorilor consider aceleai limite pentru
valoarea curentului electric periculos sau a celui nepericulos
pentru om. Unii cercettori americani indic drept limit a curentului
la care omul se mai poate desprinde singur de sub aciunea
curentului, valoarea de 16 A pentru curent alternativ de 60 Hz i
cea de 76 mA pentru curent continuu Este necesar s se precizeze c
valorile anterioare sunt convenionale i medii.
Date interesante sunt i cele din tabelul 10.6, n care nu se
indic ns timpul de aciune.
Tabelul 10.6
Efecte ale curentului electric n funcie de intensitatea lui
Curentul [mA]Efectul
0,9Insensibil
0,9-1,2Se simte numai n punctele de atingere ale elementelor
aflate sub tensiune
1,2-1,6Senzaia de amoreal a degetelor (furnicturi)
1,6-2,2Amorete mna: se simte i la incheieturi
2,2-2,8Uoar stingherire la micrile minii
2,8-3,5Stingherirea mai pronunat n micrile minii
3,5-4,0Oboseal n antebra, pn la cot (sunt i senzaii dureroase la
persoanele mai sensibile)
4,0-4,5Uoar tremurare a minilor
4,5-5,0Dureri n antebra
5,0-6,0Dureri uoare n brae (n general cu senzaii neplcute)
6,0-8,0Minile epene i senzaii dureroase: desprinderea anevoioas
de elementul aflat sub tensiune
8,0-9,5Dureri n brae
10,00Senzaii dureroase generale n bra
11,0-12,0Dureri n umr
13,0-15,0Dureri abia suportabile; desprinderea de elementul
aflat sub tensiune se face numai cu mari eforturi
15,00Desprinderea nu se mai poate face cu fore proprii
20,0In general este vtmtor dac inim se afl n traseul
curentului
0,01-1,0Slabe contracii muchiulare n degete, creterea presiunii
sngelui
1,0-5,0Comoii nervoase pn la antebra
5,0-15Desprinderea de sub elementul aflat sub tensiune se poate
face numai cu eforturi
15,0-20,0Nu mai este posibil desprinderea de elementul aflat sub
tensiune, cu fore proprii
n ceea ce privete efectele asupra omului, provocate de trecerea
unui curent alternativ de 50 Hz, s-au stabilit anumite clasificri
ale cazurilor de accidente, n funcie de valoarea curentului i de
durata acestuia prin corp.
10.2.1.2. Alte accidente prin electrocutare
(Pierderea cunotinei prin oprirea respiraiei. Pierderea
cunotinei la trecerea unui curent prin corpul omenesc mai poate
interveni i prin oprirea respiraiei. Dac valoarea efectiv a
intensitii curentului ajunge la 60-70 mA, convulsiile musculaturii
toracelui devin att de intense nct respiraia nu mai este posibil.
Din cauza alimentrii insuficiente a creierului cu oxigen, intervine
pierderea cunotinei. Dac dup pierderea cunotinei nu se ntrerupe
aciunea curentului electric, accidentatul moare prin asfixiere.
(Arsuri. La intensiti de curent mari se nregistreaz n
majoritatea cazurilor distrugeri grave ale esuturilor i o afectare
accentuat a ncheieturilor umrului, minii, cotului i piciorului.
Leziunile electrotermice se disting clar de alte leziuni ale pielii
i sunt deosebit de dureroase, avnd deseori tendina de a produce
inflamaii, infecii i necroze.
(Alte leziuni. Enumerarea tulburrilor cardiace i ale sistemului
nervos, precum i a leziunilor pielii, provocate direct de curentul
electric, nu ar fi complet dac nu s-ar meniona i fenomenele spinale
i vasomotoare, tulburrile anginoase i neurovegetative, leziunile la
ochi i n special fracturile, luxaiile i alte leziuni care intervin
n numr foarte mare, fiind provocate de contraciile rapide,
necoordonate ale muchilor, cauzate de micri brute de aprare, de
aruncarea conductoarelor aflate sub tensiune, de scparea din mn a
unei maini n funciune sau de cdere de la nlime. Aceste leziuni,
care adeseori pot fi mai grave dect cele produse direct de curentul
electric, apar ntr-o astfel de diversitate i n aa multe combinaii c
nu pot fi nirate aici. n aceast categorie se cuprind leziuni ncepnd
de la fracturi ale bazei craniului, bazinului, coloanei vertebrale
sau ale membrelor, leziuni prin ntinderea muchilor, contuzii,
distorsiuni i multe altele, pn la rni uoare deschise.
n astfel de cazuri, nu este vorba de afeciuni produse de
curentul electric propriu-zis, ci de afeciuni indirecte provocate
de curentul electric. De cele mai multe ori ns, tocmai acestea
provoac desfigurarea accidentatului, o perioad lung de incapacitate
de munc sau chiar invaliditatea lor.
10.2.2. FRECVENA CURENTULUI ELECTRIC
Curba de variaie a intensitilor de prag (intensitatea acelui
curent care ncepe s fie perceput de om) a curentului alternativ
sinusoidal n funcie de frecven, descrete exponenial cu creterea
frecvenei, trece printr-un minim larg (unde periculozitatea este
maxim), apoi crete tot exponenial (figura 10.4).
Fig.10.4. Variaia intensitii de prag a curentului n funcie de
frecven
Cu ct frecvena este mai mare, cu att cantitatea de electricitate
care ptrunde n corpul omului n timpul unei perioade este mai
mic.
Mult timp s-a crezut c gradul de pericol se reduce odat cu
creterea frecvenei curentului peste valoarea de 50 Hz.
n urma cercetrilor efectuate pentru intervalul 5-2000 Hz, nu s-a
putut constata o diferen sensibil fa de pericolul prezentat de
frecvena de 50 Hz.
Pn n prezent s-au efectuat puine cercetri n domeniul frecvenelor
foarte nalte i acestea, n scopuri terapeutice (500000 Hz la
chirurgia prin diatermie, terapie cu unde ultrascurte). Se pare
totui c la frecvene foarte nalte, pericolul de electrocutare este
mai mic. Deoarece frecvena nalt i hiperfrecvena nclzesc n
profunzime, arsurile date de aceste frecvene sunt ns mult mai grave
.
10.2.3.REZISTENA ELECTRIC A CORPULUI N MOMENTUL ATINGERII
Alt factor deosebit de important care determin valoarea
curentului care trece prin corpul omului la atingerea unui element
aflat sub tensiune, este rezistena corpului n momentul
atingerii.
Valoarea i caracterul rezistenei electrice a corpului omenesc
aflat ntre dou suprafee conductoare de curent aflate sub tensiune
sunt foarte diferite, deoarece acestea depind nu numai de
proprietile fizice (ca n cazul corpurilor obinuite), ci i de
procesele biofizice i biochimice din corp i nu n ultimul rnd de
esutul muscular, de aparatul circulator, de organele interne i de
sistemul nervos.
Se apreciaz c rezistena electric a corpului omenesc lipsit de
via este cu 60% mai mare dect a celui viu. Este extrem de complicat
s se indice o valoare exact a rezistenei electrice a unui om n
via.
Valoarea rezistenei electrice a corpului nu este aceeai pentru
toi oamenii. Este remarcabil faptul c acelai om nu prezint aceeai
rezisten n diferite condiii i chiar n aceleai condiii rezistena nu
este aceeai dac atingerea se face pe diferite locuri ale suprafeei
corpului.
Fig. 10.5. Schema electric simplificat a corpului omenesc,
Reeaua echivalent a corpului omenesc este foarte greu de redat.
Simplificat, rezistena echivalent a corpului omenesc poate fi
considerat ca fiind suma a dou rezistene nseriate: a pielii i a
esuturilor interne (figura 10.5).
Tabelul 10.7 prezint rezistivitatea unor esuturi i lichide ale
corpului omenesc, msurate separat, la tensiuni cu frecvena de 50
Hz.
Tabelul 10.7
Rezistena electric a diverselor elemente componente ale
organismului
Obiectul msurriiRezistivitatea, [ (cm]
Lichidul rahidian56
Serul sangvin71
Tesuturi muchiulare150-300
Sngele120-180
Piele n stare uscat pentru transplantri
i nmuiat n soluie fiziologic(7-9).105
Idem, dar vie pentru operaii1,2.106
Piele uscat(1,6-2).106
Din datele coninute n tabelul 10.7, se poate observa c rezistena
corpului omenesc depinde n cea mai mare msur de rezistena stratului
cornos al pielii (n stare uscat acesta se prezint ca un
dielectric).
Fig.10.6. Variaia rezistenei electrice a corpului omului n
funcie de tensiune (50 Hz, 3s)
esuturile interioare se prezint ca rezistene pur chimice. n
unele lucrri, pentru rezistena intern a corpului sunt indicate
valori ntre 570-1000 (, iar n altele - valori mult mai mici.
Pentru o piele intact i uscat, rezistena corpului omenesc este
de 40000 - 100000 (, ajungnd chiar i pn la 500000 (. Dac n momentul
atingerii, stratul superficial al pielii lipsete (zgrieturi,
tieturi, rniri, alte leziuni), rezistena electric a corpului poate
s scad pn la valoarea de 200 (.Factorii de care depinde rezistena
corpului omenesc n momentul producerii unui oc electric, sunt:
tensiunea la care este supus corpul;
locul de pe corp cu care omul a atins elementul sub
tensiune;
suprafaa de contact;
presiunea de contact;
umiditatea mediului nconjurtor;
temperatura mediului nconjurtor;
durata de aciune a curentului.
(Scderea rezistenei corpului cu creterea tensiunii. Se explic n
special prin faptul c trecerea curentului electric determin
transpiraie la nivelul epidermei, umplndu-se cu lichid cavitile
mici, existente n special n epiderma uscat. Micorarea rezistenei
are loc pn la o valoare limit care depinde de grosimea stratului
cornos al pielii. Prin aplicarea unei tensiuni mari, se produce
strpungerea pielii. O dat cu nceperea procesului de strpungere al
pielii, rezistena scade, urmnd ca dup terminarea acestui proces,
rezistena corpului s rmn la o valoare aproximativ constant.
Pielea se comport ca un dielectric. La valori mai mari dect
tensiunea de strpungere, rezistena electric a corpului omenesc se
prezint n acelai mod fa de curentul continuu ca i fa de curentul
alternativ de frecven industrial.
Pn nu de mult se afirma c strpungerea pielii ncepe la tensiuni
cuprinse ntre 10 i 50 V. Cercetri mai recente au scos n eviden
faptul c la tensiuni mici nu se produce o strpungere a pielii,
deoarece rezistena ei este foarte mare. Se pare c la tensiuni mici
(10-50 V), rezistena corpului scade ca urmare a unor strpungeri n
interiorul moleculelor, nsoite de ruperea legturilor n molecula
nsi. Aceast presupunere este ntrit de faptul c fenomenul descris
este nsoit de o senzaie dureroas. Capacitatea pielii se poate
asimila cu cea a unui condensator cu pierderi (untat de o
rezisten). Numai o piele foarte uscat i cornoas poate fi considerat
ca un dielectric. Cnd trece un curent electric, rigiditatea
dielectric devine cu att mai mic cu ct se produc densiti de curent
mai mari ntr-un numr mic de canale de strpungere. Distrugndu-se
membranele celulare se reduce substanial rezistena iniial a pielii.
Aceste procese sunt funcie att de valoarea tensiunii ct i de durata
de aciune a curentului.
Fenomenul de strpungere al pielii ncepe dup 0,5 s i se termin
complet dup 5-6 s.
Dac iniial rezistena corpului a prezentat o valoare mai mare de
5000 ( (chiar de ordinul a 50000 (), dup strpungerea pielii
rezistena scade la 1000 ( sau chiar mai puin.
Observaie. Ceea ce rezult de mai sus i este esenial pentru
tehnica electrosecuritii, este faptul c s-a constatat ntotdeauna
scderea rezistenei n intervalul 10-500 V, dup care rezistena rmne
aproximativ constant.
Fig.10.7. Rezistena corpului omenesc n funcie de tensiune i de
durata de aplicare
(Locul de pe corp cu care omul a atins elementul sub tensiune.
Gravitatea electrocutrii depinde de sensibilitatea nervoas a
locului respectiv.
(Suprafaa de contact. Cu ct suprafaa de contact este mai mare,
cu att rezistena este mai sczut, iar pericolul de electrocutare
este mai mare. Aceasta se explic prin faptul c orice rezisten
electric variaz invers proporional cu seciunea prin care se nchide
circuitul.
Din acest motiv utilajele electrice portative, cu care omul are
un contact permanent pe suprafa mare, n timpul lucrului, sunt mult
mai periculoase dect utilajele electrice fixe, cu care omul vine n
contact n mod ntmpltor, pe suprafaa mic i pentru scurt durat.
(Presiunea de contact. Este evident c rezistena electric a
omului va fi mai mic, cu ct presiunea de contact electric cu
elementul sub tensiune va fi mai mare. i din acest punct de vedere
utilajul electric portativ este mai periculos dect utilajul
electric fix, deoarece n timpul lucrului, omul ine strns n mn
utilajul portativ pe cnd presiunea de contact cu utilajul fix este
n general mic.
(Temperatura mediului nconjurtor. Indirect, temperatura mediului
nconjurtor influeneaz de asemenea pericolul de electrocutare, cci
cu ct temperatura mediului ambiant este mai mare, cu att glandele
sudoripare sunt mai active i rezistena omului este mai mic. n
tabelul 10.8 se prezint categoriile de medii de lucru n funcie de
pericolul de electrocutare.
(Umiditatea mediului nconjurtor. Cu ct umiditatea este mai mare,
conductivitatea stratului de piele crete i deci rezistena electric
a organismului scade (figura 10.8).
Tabelul 10.8
Categorii de medii de lucru n funcie de pericolul de
electrocutare
MEDIIUMIDITATE RELATIV
[%]TEMPERATUR
[(C]EXEMPLE
foarte periculoase> 97> 35zona de manipulare a obiectelor
conductoare electrice legate la pmnt cu suprafa > 60%;
medii corozive;
periculoase75 - 9730 - 35suprafee conductoare < 60%;
pardoseli conductoare (beton);
fluide;
puin periculoase< 75%15 - 35pardoseli izolante.
Umiditatea, temperatura i existena unor substane care micoreaz
rezistena pielii (substane chimice, praf, etc.), fac parte dintre
factorii care caracterizeaz gradul de pericol pe care-l prezint
locul de munc.
Modul de succesiune al fenomenelor care duc la scderea
rezistenei este urmtorul: n momentul iniial al atingerii
elementului sub tensiune, stratul de piele determin o rezisten
ridicat a corpului; ca urmare a aplicrii tensiunii are loc procesul
de strpungere al pielii, urmat de scderea rezistenei i creterea
curentului ce se stabilete prin corp; odat cu creterea curentului,
la locul de contact se degaj cldur ca urmare a energiei electrice
consumate, se activeaz glandele sudoripare care micoreaz i mai mult
rezistena electric a corpului. Toate acestea duc la creterea
continu a curentului ce trece prin corpul omului.
Fig.10.8. Valori limit pentru rezistena corpului omenesc n
funcie de tensiune
Accidentele prin electrocutare se pot produce:
direct prin atingerea unor elemente de circuit aflate n mod
normal sub tensiune;
indirect prin atingerea unor pri metalice care n mod normal nu
sunt sub tensiune dar aflate accidental sub tensiune.
Analiznd datele furnizate de diferii cercettori n urma
experimentrilor i cele din statisticile electrocutrilor, n tehnica
securitii muncii la instalaiile electrice valoarea rezistenei
omului viu se consider egal cu 1000 (, n cazul unei electrocutri
prin atingere direct (cale de curent mn-picior sau mn stng-mn
dreapt).i egal cu 3000 (, n cazul unei electrocutri prin atingere
indirect. Aceste valori sunt n general acoperitoare.
Desigur c vor exista cazuri n care vor coincide mai muli factori
nefavorabili, ceea ce face ca rezistena omului s scad sub aceste
valori.
10.2.4. TENSIUNEA LA CARE ESTE SUPUS OMUL
n Romnia, metodologiile folosite pentru dimensionarea
instalaiilor prin care se asigur protecia mpotriva accidentelor
prin electrocutare, au la baz respectarea unor valori limit pentru
tensiunea la care este supus omul i nu pentru curentul stabilit
prin corpul omului. Si aceasta pentru c este mai uor s se conceap o
protecie plecnd de la tensiune asupra creia se poate aciona direct,
dect de la valoarea curentului electric.
ncercrile de a determina limite superioare i inferioare a
tensiunilor periculoase nu au dat rezultate.
Mult timp tensiunile de 12 V sau 24 V s-au considerat
nepericuloase. Practica a infirmat aceste limite. Astfel, au fost
cazuri cnd la tensiuni foarte nalte, electrocutrile nu au fost
mortale, dar i exemple de accidente mortale la tensiuni foarte
joase, unele chiar neateptat de mici, exemple indicate n literatura
de specialitate.
In tabelul 10.9 apare un procent de 6,6% electrocutri mortale la
tensiuni sub 24 V. Aceasta nu permite stabilirea valorilor limit
ale tensiunilor periculoase i nepericuloase, valori care s-ar putea
folosi practic n tehnica securitii, pericolul depinznd direct de
valoarea curentului, nu de tensiune.
Tabelul 10.9
Rezultatele unei analize a accidentelor n funcie de
tensiunea la care a fost supus omul
Limitele tensiunilor de electrocutareElectrocutri
mortaleElectrotraumatisme cu pierderea tempo rar a capacitii de
muncSocuri electrice fr urmri
Vnr.%nr.%nr.%
< 25126,6----
25-501910,6345,11017,7
51-1002413,47310,718213,8
101-1505031,419028,849037,3
151-2003418,923034,932024,5
201-2501378613,018914,5
251-35021,2203,25131,0
351-50084,371,060,6
Peste 500126,6203,2560,6
TOTAL174100,00660100,001307100,00
Limitele dup care variaz rezistena electric a corpului omenesc
sunt att de largi, nct tensiunile determinate funcie de aceste
limite nu ar avea mare importan practic. Un fapt este evident i
anume: cu ct tensiunea la care este supus omul este mai mare, cu
att este mai puternic ocul electric i este mai ridicat i gradul de
pericol de electrocutare.
Exist statistici ale accidentelor care au avut loc la deservirea
diferitelor instalaii sau utilaje electrice i acestea stau la baza
stabilirii limitelor tensiunii de lucru i a tensiunii de pas,
funcie de:
tensiunea i puterea de lucru a instalaiei sau utilajului
electric;
condiiile de exploatare ale echipamentului respectiv;
existena posibilitii de asigurare a unei protecii radicale i
prin alte mijloace.
Practica, avnd nevoie de valorile limit ale tensiunilor de la
care s se porneasc n executarea proteciei, a impus stabilirea unor
valori maxime admise i condiiile n care acestea pot fi folosite.
Aceste valori sunt determinate n cea mai mare msur de
probabilitatea unui accident grav i au mai puin o justificare
teoretic, fiind stabilite n funcie de:
nivelul tehnic al echipamentelor electrice;
gradul de pregtire profesional acelor ce deservesc
echipamentul;
sigurana n exploatare a sistemelor de protecie folosite mpotriva
electrocutrilor;
categoria locului unde este folosit echipamentul electric;
tipul echipamentului (fix, mobil sau portativ);
tensiunea de lucru.
Unii specialiti, n lucrrile lor, ncearc s justifice teoretic
tensiunile maxime admise, lund n consideraie:
limitele curenilor considerai nepericuloi;
valorile rezistenelor corpului omenesc;
timpii utili pentru deconectarea echipamentului defect.
Dac nu s-ar ine seama de probabilitatea ca un anumit pericol s
apar n practic, s-ar ajunge, de cele mai multe ori, la instalaii cu
preuri nejustificat de mari. Intervenind factorul practic, limitele
tensiunilor vor diferi de la ar la ar, funcie de anumite condiii
specifice.
In Romnia, sunt stabilite trei categorii de tensiuni maxime
admise:
tensiuni de lucru maxime admise pentru alimentarea cu energie
electric a sculelor electrice portative i a corpurilor de
iluminat;
tensiuni maxime admise de atingere i de pas;
tensiuni maxime admise induse ca urmare a influenelor
electromagnetice.
Tensiunile maxime admise pentru alimentarea de lucru a sculelor
electrice portative sunt:
pn la 380 V dac pentru protecia mpotriva electrocutrilor se
aplic separarea de protecie sau o izolare de protecie suplimentar
fa de izolarea de lucru;
pn la 127 V dac se aplic o protecie prin legare la pmnt cu
ajutorul crei se preconizeaz s se asigure tensiuni de atingere sub
24 V i numai n cazul reelelor izolate fa de pmnt;
pn la 42 V dac izolarea este ntrit, constituind o form a unei
izolri suplimentare de protecie;
pn la 24 V numai cu o izolare corespunztoare de lucru.
Tensiunile maxime admise pentru alimentarea corpurilor de
iluminat sunt:
pn la 220 V pentru corpurile de iluminat montate fix, n cazul
lmpilor cu incandescen numai dac elementele care sunt sau pot intra
sub tensiune nu intr n zona de manipulare a omului;
pn la 127 V n locurile periculoase i foarte periculoase pentru
corpurile de iluminat fixe i mobile cu incandescen aflate n zona de
manipulare numai dac alimentarea se face dintr-o reea izolat fa de
pmnt i numai dac se aplic o protecie prin legarea la pmnt cu
ajutorul creia se asigur tensiuni de atingere sub 24 V;
pn la 24 V pentru corpurile de iluminat portative i corpurile de
iluminat mobile i fixe cu incandescen care se afl n zona de
manipulare a omului din locurile periculoase;
pn la 12 V pentru corpurile de iluminat portative i cele mobile
i fixe cu incandescen care se afl n zona de manipulare a omului din
locurile foarte periculoase;
pn la 24 V pentru corpurile fixe i mobile cu incandescen care se
afl n zona de manipulare a omului din locurile foarte periculoase,
dac sunt n construcie nchis i cu izolare ntrit sau sunt cel puin n
construcie cu siguran mrit.
Tensiunile de atingere i de pas maxime admise pentru instalaiile
i echipamentele electrice de joas tensiune sunt prezentate n
tabelul 10.10 [26].
Protecia mpotriva atingerilor indirecte trebuie astfel realizat
nct, n caz de defect, tensiunile de atingere i de pas s fie
eliminate sau limitate la valorile de mai sus n cel mult 0,2
secunde.
La utilajele portative, dac sunt alimentate la tensiunea redus
de 12 V sau 24 V, nu se mai iau alte msuri de protecie dect
izolarea de lucru. Carcasa utilajului intr sub tensiune numai dac
izolaia se deterioreaz. Reeaua de alimentare a acestor utilaje este
izolat fa de pmnt deci pericolul apare doar atunci cnd n reeaua
respectiv exist o faz defect.
Tabelul 10.10
Valorile maxime admise ale tensiunilor de atingere i de pas, n
V,
n instalaii cu tensiuni nominale pn la 1000V
Locul de utilizareCategoria utilajelorMediul
Puin periculosPericulos sau foarte periculos
c.a.c.c.c.a.c.c.
Timpul de deconectare [s]
< 3>3< 3>3< 3>3< 3>3
SuprafaFixe i mobile654011065654011065
Portabile65401106524242424
SubteranToate----24242424
10.2.5.STAREA FIZIC A OMULUI
S-a constatat c ocul electric se manifest mult mai puternic dac
omul este obosit sau n stare de ebrietate.
Femeile sunt mai sensibile la ocul electric dect brbaii.
Sensibilitate mai mare au i copiii.
Dei nu a fost confirmat de cercetri, exist concepia foarte
rspndit c bolnavii cu afeciuni cardiace i cei cu astenie prezint o
sensibilitate crescut la trecerea curentului.
11.2.6. DURATA ACIUNII CURENTULUI ASUPRA CORPULUI OMENESC
Conform datelor din tabelul 10.11, exist valori limit ale
duratei de aciune a curentului electric, valori peste care se
produce fibrilaia inimii.
Tabelul 10.11.
Valori limita peste care se produce fibrilatia inimii
Curentul, mA106090110160250350500
Durata de aciune, s3010-303210,40,20,1
Pentru aciuni de scurt durat a curentului, de regul la timpi sub
o secund (nedepind ns timpul limit de 3 secunde), curentul limit I2
care se consider c poate fi suportat de om fr pericole, variaz n
funcie de durata de aciune,conform relaiei propus de Dalziel:
.
Fig.10.9 Curba de variaie a limitelor curentului I1 prin om, la
care se consider c
nu se produce fibrilaia inimii, n funcie de timpul t de la
producerea defectului
i pn la ntreruperea circuitului electric respectiv.
n cazul aciunii de lung durat a curentului (peste 3 secunde), se
consider drept curent limit I1 la care nu se produce fibrilaia
inimii, cel egal cu 50 mA.
10.2.7.ATENIA OMULUI N MOMENTUL ATINGERII
Se pot ntmpla accidente i atunci cnd omul nu se ateapt s fie
surprins de curentul electric la atingerea unui obiect oarecare,
aflat accidental sub tensiune. In acest caz, pot avea loc cderi de
la nlime sau scpri de obiecte grele din mn, provocndu-se accidente
din cauza traumatismelor.
Exist desigur excepii care nu se ncadreaz ntre limitele indicate
anterior. De exemplu, factorul "surpriz" are un rol foarte
important, n special n cazul electrocutrilor prin afectarea
sistemului nervos. In aceleai condiii moartea electrocutatului se
poate produce ntr-un timp mai scurt i la valori de curent mici, dac
acesta nu se ateapt s fie supus unui oc electric dect n cazul n
care el este prevenit asupra pericolului ce poate aprea.
10.3.ANALIZA STATISTICILOR PRIVIND ELECTROCUTRILE
Indicaiile statistice cu privire la frecvena accidentelor
provocate de curentul electric ar trebui s cuprind, pe lng locul,
timpul, cauza, felul, gravitatea accidentului, i indicaii exacte cu
privire la vrsta, sexul i profesiunea accidentatului, mrimea
tensiunii, felul curentului, calea curentului, durata aciunii
curentului, ultimele manifestri de via ale accidentatului, timpul
dup care a intervenit moartea, msurile luate de prim ajutor etc.
Numai n acest fel s-ar putea ntocmi o statistic ideal i aceasta ar
fi un instrument eficient pentru prevenirea accidentelor. n Romnia
nu exist nc o statistic att de complex.
Tabelul 10.12
Defalcarea accidentelor prin electrocutare pe categorii de
tensiuni
Atingeri directe, %Atingeri indirecte, %
Joas tensiune
[kV]nalt tensiune
[kV] Joas tensiune
[kV]nalt tensiune
[kV]
< 11 - 35110< 11-35110
55,519,72,522,130,17-
Tabelul 10.13
Defalcarea accidentelor prin electrocutare pe profesii
Electricieni, %Alte specialiti, %
Muncitori i
efi de echipMaitri i
ingineriNecalificaiCalificai
atingeri
directeatingeri
indirecteatingeri
directeatingeri
indirecteatingeri
directeatingeri. indirecteatingeri
directeatingeri
indirecte
392,152,150,517,58,520,210
Cu datele de care dispunem, se poate afirma c din numrul total
al accidentelor prin electrocutare nregistrate, 4% au avut un sfrit
mortal. Acest procent este urmat abia la mare distan de procentele
exprimnd cazurile mortale n alte categorii de accidente.
Din nefericire, aceste date nu sunt semnificative, cci nu
cuprind numrul mare de electrocutri n rndurile populaiei. Rmne de
necontestat ns faptul c accidentele prin electrocutare dau cel mai
mare procent de cazuri mortale dintre toate categoriile de
accidente. (
163164
_1048403000.unknown