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