M01-Efectos Fisiológicos de La Corriente Eléctrica

8/17/2019 M01-Efectos Fisiológicos de La Corriente Eléctrica

1/28


2/28

EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LACORRIENTE

Contenido: Parámetros de riesgo

Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica

Definición de contactos directos y de contactos indirectos

Influencia del tiempo de contacto y de la frecuencia

Influencia del recorrido de la corriente

Distancias de seguridad y tensiones máximas de seguridad

Consideraciones sobre la norma IEC/TS 60479-1


3/28

La corriente eléctrica puede provocar accidentes graves en menor o

mayor medida, dependiendo de los siguientes factores:

El valor de la diferencia de potencial aplicada

La intensidad de la corriente que circule por el organismo

La resistencia del cuerpo humano al paso de la corriente

El tiempo en que esté sometido al contacto eléctrico El recorrido que lleve la corriente por el cuerpo

La frecuencia

La capacidad de reacción de la persona


4/28

Los efectos de la corriente eléctrica sobre el

organismo humano y los animales domésticos estándetallados ampliamente en la Norma IEC 60479-1:2015, donde se definen todos los parámetros a sertenidos en cuenta para este estudio.

A continuación, se detallan los puntos másimportantes que deben ser conocidos para comprendermejor las características de seguridad que deben

cumplir las instalaciones eléctricas para no provocardaños a las personas y a los animales domésticos.

Asimismo, estas características permiten que las

instalaciones no presenten riesgos en otros aspectos,por ejemplo, incendio.


5/28

Para comprender la orientación señalada por la normamencionada, se deben considerar algunos conceptos previos:

• Impedancia interna del cuerpo humano• Impedancia de la piel

• Impedancia total del cuerpo humano• Factores que afectan la resistencia inicial del cuerpohumano.

La norma presenta tablas con los valores de impedancia delcuerpo humano para trayectorias de la corriente alternada de 50o 60 Hz para superficies de contacto grandes, medianas opequeñas, de mano a mano y en diferentes condiciones: secas,húmedas, húmedas y saladas. Las tablas están construídas paratensiones comprendidas entre 25 V y 1000 V para grandes

superficies y comprendidas entre 25 V y 200 V para medianas ypequeñas superficies.


6/28

A continuación se muestra una parte de una de las tablas

mencionadas. Allí se discriminan los valores de impedancia total delos cuerpos humanos según la tensión de contacto y un muestreoporcentual de la población

En otros puntos de la Norma se detallan los valores de resistencia delcuerpo humano ante la circulación de corriente continua.En general, esta resistencia es más elevada que la de corriente alterna


7/28

Un aspecto fundamental a ser

tenido en cuenta es eldescripto a partir del punto 5de la Norma: “Efectos de laCorriente Alterna Sinusoidalde Frecuencia comprendidaentre 15 Hz y 100 Hz” .

Uno de los estudios llevadosa cabo estableció ladependencia de la alteraciónde la piel humana en funciónde la densidad de corriente yde la duración del paso de lamisma, según muestra elsiguiente gráfico:


8/28

Para comprender mejor el comportamiento del cuerpo humano frente a

la circulación de corriente eléctrica, se deben conocer las siguientes

Definiciones

Umbral de percepción: valor mínimo de la corriente que provoca

alguna sensación en la persona que es recorrida por la corriente.Depende de la superficie de contacto y de las características

fisiológicas del individuo

Umbral de reacción: valor mínimo de la corriente que provoca una

contracción muscular involuntaria. Depende de la superficie decontacto, de las condiciones de contacto (seca, húmeda, presión,

temperatura, así como de las características fisiológicas del individuo.

Inmovilización: son las condiciones tales que los efectos de lacorriente eléctrica hacen que el cuerpo humano, o una parte, no sepueda mover libremente. Dependen de la corriente eléctrica que

circule por los músculos afectados o sus nervios asociados.


9/28

Definiciones

Umbral de no soltar: es el valor máximo de la corriente a la que unapersona que sujeta los electrodos puede soltarlos. Depende de la superficie

de contacto, la forma y las dimensiones de los electrodos y de las

características fisiológicas de las personas. En general, este umbral es de 10

mA para los adultos masculinos, pero a los efectos de la norma IEC/TS60479-1, se toma un valor de 5 mA que cubre el conjunto de la población.

Umbral de fibrilación ventricular: es el valor mínimo de la corriente queatraviesa el cuerpo y provoca una fibrilación ventricular. Depende tanto de

parámetros fisiológicos (anatomía del cuerpo, estado de las funcionescardíacas) como de parámetros eléctricos (duración y recorrido de la

corriente, características de la corriente, etc.).

OBSERVACIÓN: pueden aparecer otros efectos tales como contracciónmusculares, elevación de la presión sanguínea, perturbaciones en los

impulsos cardíacos, afectación de la respiración

Estas definiciones se aplican para comprender el siguiente gráfico que

relaciona las zonas tiempo/corriente


10/28

Efectos de la Corriente Alterna Sinusoidal de FrecuenciaEfectos de la Corriente Alterna Sinusoidal de FrecuenciaEfectos de la Corriente Alterna Sinusoidal de FrecuenciaEfectos de la Corriente Alterna Sinusoidal de FrecuenciaComprendida entre 15 Hz y 100 HzComprendida entre 15 Hz y 100 HzComprendida entre 15 Hz y 100 HzComprendida entre 15 Hz y 100 Hz....


11/28

ZONAZONAZONAZONA LIMITESLIMITESLIMITESLIMITES EFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOS

AC-1 Hasta 0,5 mAcurva a

Posible percepción pero habitualmente no hay reacción alchoque.

AC-2 De 0,5 mA

hasta la curvab

Percepción y eventuales contracciones musculares

involuntarias pero habitualmente sin efectos fisiológicoseléctricos nocivos.

AC-3 Curva b y porencima

Fuertes contracciones musculares involuntarias. Dificultadesde respiración. Perturbaciones reversibles de las funciones delcorazón. Puede producirse una inmovilización. Aumento de losefectos con la magnitud de la corriente. Habitualmente sin

daños orgánicosAC-4 Por encima de

la curva c1Efectos patofisiológicos tales como parada de corazón, paradade la respiración y quemaduras graves u otros daños celulares.Probabilidad de fibrilación ventricular aumentando con laintensidad de la corriente y el tiempo.

c1-c2 AC-4.1 Probabilidad de fibrilación ventricular aumentandohasta alrededor del 5%.

c2-c3 AC-4.2 Probabilidad de fibrilación ventricular hasta alrededordel 50%.

Por encima dela curva c3

AC-4.3 Probabilidad de fibrilación ventricular superior al 50%.

EXPLICACIÓN DE LAS ZONAS DEL GRÁFICO ANTERIOR


12/28

Efectos de la Corriente Continua Sobre PersonasEfectos de la Corriente Continua Sobre PersonasEfectos de la Corriente Continua Sobre PersonasEfectos de la Corriente Continua Sobre Personaspara una Trayectoria Longitudinal Ascendente.para una Trayectoria Longitudinal Ascendente.para una Trayectoria Longitudinal Ascendente.para una Trayectoria Longitudinal Ascendente.


13/28

ZONAZONAZONAZONA LIMITESLIMITESLIMITESLIMITES EFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOSEFECTOS FISIOLÓGICOS

DC-1 Hasta 2 mAcurva a

Posible ligera sensación de cosquilleo en el cierre, en lainterrupción o en alteraciones rápidas de la corriente.

DC-2 De 2 mA hasta

la curva b

Contracciones musculares involuntarias especialmente en el

cierre, en la interrupción o en alteraciones rápidas de lacorriente, pero habitualmente sin efectos fisiológicoseléctricos nocivos.

DC-3 Curva b y porencima

Fuertes contracciones musculares involuntarias yperturbaciones reversibles de formación y de conducción delos impulsos del corazón, aumentando con la magnitud de la

corriente y el tiempo. Habitualmente sin daños orgánicosDC-4 Por encima de

la curva c1Pueden ocurrir efectos patofisiológicos tales como parada decorazón, parada de la respiración, quemaduras graves u otrosdaños celulares. Probabilidad de fibrilación ventricularaumentando con la magnitud de la corriente y el tiempo.

c1-c2 DC-4.1 Probabilidad de fibrilación ventricular aumentandohasta alrededor del 5%.

c2-c3 DC-4.2 Probabilidad de fibrilación ventricular hasta alrededordel 50%.

Por encima dela curva c3

DC-4.3 Probabilidad de fibrilación ventricular superior al 50%.

EXPLICACIÓN DE LAS ZONAS DEL GRÁFICO ANTERIOR


14/28

14

Indicar en que zona del gráfico de

Efectos de la Corriente AlternaSinusoidal de Frecuencia

Comprendida entre 15 Hz y 100 Hz se

encuentran cada uno de los siguientes

casos y que posible riesgo eléctrico se

puede presentar en cada uno de ellos

CorrienteCorrienteCorrienteCorriente corporalcorporalcorporalcorporal Duración del pasoDuración del pasoDuración del pasoDuración del paso de corrientede corrientede corrientede corriente

0,25 mA 2 s2 A 10 ms

0,1 A 0,2 s

2 mA 5 s

30 mA 100 ms

150 mA 0,5 s

1A 50 ms

50 mA 2 s


15/28

15

Repetir el ejercicio anterior pero utilizando

el gráfico Efectos de la Corriente Continua

Sobre Personas para una trayectoria

Longitudinal Ascendente (Considerar que la

resistencia del cuerpo es 1900 Ω


16/28

16

La norma IRAM 2301:1981

presenta en el punto 4.8.2 la

siguiente Tabla III con los valoresnormales del tiempo de actuación

de los interruptores diferenciales

en corriente alterna:

CorrienteCorrienteCorrienteCorrientediferencial Idiferencial Idiferencial Idiferencial I∆∆∆∆nnnn

TiempoTiempoTiempoTiempo de ruptura máximo [s]de ruptura máximo [s]de ruptura máximo [s]de ruptura máximo [s]I∆n 2 I∆n

0,005 A 5 1

0,01 A 5 0,5

0,03 A 0,2 0,1

En la tabla anterior, IEn la tabla anterior, IEn la tabla anterior, IEn la tabla anterior, I∆∆∆∆nnnn es el valor de corriente diferencial quees el valor de corriente diferencial quees el valor de corriente diferencial quees el valor de corriente diferencial que

hace actuar al dispositivo. Analizar los motivos por los cuales lahace actuar al dispositivo. Analizar los motivos por los cuales lahace actuar al dispositivo. Analizar los motivos por los cuales lahace actuar al dispositivo. Analizar los motivos por los cuales lanorma fija esos tiempos de actuaciónnorma fija esos tiempos de actuaciónnorma fija esos tiempos de actuaciónnorma fija esos tiempos de actuación


17/28


18/28

18

Determinar la impedancia interna del

cuerpo humano en las siguientescondiciones suponiendo que dicho

cuerpo tiene una impedancia total

mano a mano de 1900 Ω

DesdeDesdeDesdeDesde HastaHastaHastaHasta

Mano izquierda Mano derecha

Antebrazo derecho Pierna izquierda

Cabeza Muslo izquierdo

Pantorrilla izquierda Pantorrilla derecha

Pie izquierdo Mano derecha

Cabeza Mano izquierda

Ambos pies Cabeza


19/28

La fibrilación ventricular está definida por una

contracción anárquica y asíncrona de cada una delas fibras del miocardio, lo que se traduce,velozmente, en una parada circulatoria y unaanoxia que alcanza, primero, al cerebro y después,

al mismo corazón.

El umbral de fibrilación varía grandemente con las

condiciones fisiológicas de la persona y tambiéncon los parámetros físicos del accidente: tensión ytipo de contacto, pero fundamentalmente con:◦ a) la trayectoria seguida por la corriente.◦ b) el valor de la resistencia del organismo◦ c) el tiempo de paso y la amplitud de la corriente

19


20/28

La densidad de corriente que atraviesa el corazón es muyvariable según el recorrido de la misma en el organismo

Se denomina factor de corriente del corazónfactor de corriente del corazónfactor de corriente del corazónfactor de corriente del corazón F FF F a la relaciónentre la intensidad del campo eléctrico (densidad de lacorriente) en el corazón para una trayectoria cualquiera de lacorriente, y la intensidad del campo eléctrico (densidad de lacorriente) en el corazón para una corriente de la mismaintensidad con una trayectoria entre la mano izquierda y lospies.

El factor de corriente del corazón permite calcular lascorrientes I h para recorridos distintos de la mano izquierda alos pies, que representan el mismo riesgo de fibrilaciónventricular que los correspondientes a la corriente de

referencia I ref entre la mano izquierda y los pies, indicada enla figura “Efectos de la Corriente Alterna Sinusoidal deFrecuencia Comprendida entre 15 Hz y 100 Hz ” vistaanteriormente.


21/28

La expresión matemática para calcular la corriente I h es:

F

I I

ref

h =

Donde: I ref es la corriente que pasa de la mano izquierda a los dos

pies indicada en la figura “Efectos de la Corriente AlternaSinusoidal de Frecuencia Comprendida entre 15 Hz y 100 Hz ” .

I h es la corriente que pasa por el cuerpo para lastrayectorias indicada en la siguiente tabla.

F es el factor de corriente del corazón indicado en alsiguiente tabla


22/28

Trayectoria de la corriente

Factor decorriente del

corazón F

Mano izquierda al pie izquierdo, al pie derecho o a los dos pies 1,0

Ambas manos a los dos pies 1,0

Mano izquierda a mano derecha 0,4

Mano derecha al pie izquierdo, al pie derecho o a los dos pies 0,8

Espalda a mano derecha 0,3Espalda a mano izquierda 0,7

Pecho a mano izquierda 1,3

Pecho a mano derecha 1,5

Posaderas a la mano izquierda, a la mano derecha o a las dos manos 0,7

Pie izquierdo a pie derecho 0,04


23/28

La tabla anterior detalla los factores por los que hay quemultiplicar la corriente que atraviesa el corazón cuando elrecorrido de la misma es diferente del trayecto tipo (manoderecha a ambos pies)

El riesgo de fibrilación mostrado considerado se correspondecon corrientes circulantes por el corazón durante el períodovulnerable del mismo. El período vulnerable se muestra en lassiguientes figuras:

Determinar que corriente de

mano izquierda a pie tendrá el

mismo efecto que una corriente

de 300 mA con trayectoria de

mano derecha a espalda.


24/28

Ocurrencia del período

vulnerable de losventrículos durante el

ciclo cardíaco.

Los números indican los

estados consecutivos de

la propagación de la

excitación

Desencadenamiento de la

fibrilación ventricular en el

período vulnerable – Efectosobre el electrocardiograma

(ECG), y la presión

sanguínea


25/28

CódigoCódigoCódigoCódigo DesignaDesignaDesignaDesigna----ción deción deción deción declaseclaseclaseclase

CaracterísticasCaracterísticasCaracterísticasCaracterísticas Aplicaciones, ejemplos yAplicaciones, ejemplos yAplicaciones, ejemplos yAplicaciones, ejemplos yobservacionesobservacionesobservacionesobservaciones

ReferenciasReferenciasReferenciasReferenciasen estaen estaen estaen esta

ReglamenReglamenReglamenReglamen----tacióntacióntacióntación

ReferenciasReferenciasReferenciasReferencias

BB1BB1BB1BB1 Normal

Condición oestado seco o

húmedo

Esta condición corresponde a lacircunstancia en la piel está seco o

húmeda, el suelo presenta unaresistencia importante e incluye la

presencia de calzado y las personas seencuentran dentro de un lugar seco o

húmedo

413.1

En lascondicionesBB1 y BB2, elpasaje de lacorriente seha supuesto

que seefectúa entre

las dosmanos y los

dos pies.

BB2BB2BB2BB2 Baja

Condición oestadomojado

Esta condición corresponde a lacircunstancia en la que la piel está

mojada, el suelo presenta unaresistencia baja, las personas se

encuentran dentro de un lugar mojadoy no se toma en cuenta la presencia de

calzado

701

BB3BB3BB3BB3 Muy baja Condición oestado

sumergido

Esta condición corresponde a lacircunstancia en que las personas

están sumergidas en el agua(resistencia de la piel nula,

resistencia de las paredes del localnula)

701, 702,704, 705


26/28

El Decreto Reglamentario Nº 351/79 considera los siguientes niveles detensión:

a) Muy baja tensión (MBT): Corresponde a las tensiones hasta 50 V en corriente continua o

iguales valores eficaces entre fases en corriente alterna.

b) Baja tensión (BT): Corresponde a tensiones por encima de 50 V, y hasta 1000 V, en

corriente continua o iguales valores eficaces entre fases en corriente alterna.

c) Media tensión (MT): Corresponde a tensiones por encima de 1000 V y hasta 33000 V

inclusive.

d) Alta tensión (AT): Corresponde a tensiones por encima de 33000 V.

En los ambientes secos y húmedos se considerará como tensión de seguridadcualquier valor hasta 24 V respecto a tierra.

En razón de los valores definidos por este Decreto, la Reglamentación AEA establece como

tensión de contacto de seguridad UL = 24 V (MBTS: Muy Baja Tensión de Seguridad)

No obstante lo mencionado, dicha Reglamentación aclara que la protección contra loschoques eléctricos por MBTS se considera asegurada tanto contra los contactos directos

como contra los contactos indirectos cuando la tensión nominal no sea superior a 24 V para

ambientes secos, húmedos y mojados y de 12 V para lugares en donde el cuerpo este

sumergido en agua.


27/28

Para prevenir descargas disruptivas en trabajos efectuados en la proximidad departes no aisladas de instalaciones eléctricas en servicio, las separacionesmínimas, medidas entre cualquier punto con tensión y la parte más próxima delcuerpo del operario o de las herramientas no aisladas por él utilizadas en la

situación más desfavorable que pudiera producirse, serán las siguientes:


28/28

28

M01-Efectos Fisiológicos de La Corriente Eléctrica

Documents

Transcript of M01-Efectos Fisiológicos de La Corriente Eléctrica