Dipartimento di Sanità Pubblica - Servizio Prevenzione e Sicurezza Ambienti di Lavoro. Qualche dato statistico

Transcript

1 Qualche dato statistico 1

2 Il pericolo dell elettricità è legato al fatto che si instaura una circolazione di corrente elettrica nel corpo umano. Le motivazioni per cui ciò può avvenire possono essere molteplici, ma sempre legate alla circostanza che tra due parti del corpo umano stesso si instaura una differenza di potenziale elettrico. Ciò può avvenire con varie modalità che vedremo più avanti 2

3 Iniziamo con un cenno a GLI EFFETTI DELLA CORRENTE SUL CORPO UMANO 3

4 Effetti della corrente sul corpo umano Il passaggio della corrente nel corpo umano può provocare effetti fisiopatologici è in funzione di questi effetti che si studiano i limiti di sicurezza La sicurezza può essere conseguita per mezzo di vari sistemi di protezione che mirano a limitare la corrente e/o ridurre il tempo per cui questa può fluire attraverso il corpo umano 4

5 Effetti della corrente sul corpo umano Correva l anno 1790 quando Luigi Galvani, professore di anatomia all Università di Bologna, condusse i suoi celebri esperimenti sulla contrazione del muscolo di rana per mezzo di un bimetallo. Egli dichiarò: trattasi di elettricità animale che si scarica attraverso il bimetallo. 5

6 Effetti della corrente sul corpo umano Alessandro Volta non soddisfatto di questa spiegazione, cercò di dare al fenomeno una interpretazione fisica più completa e corretta. Galvani fece bene ad associare l attività elettrica a quella biologica, ma Volta aveva ragione nel considerare la rana un semplice conduttore che chiudeva il circuito tra due potenziali elettrici diversi. 6

7 Effetti della corrente sul corpo umano Da allora lo studio dei rapporti tra elettricità e organismo vivente ha progredito enormemente e prende il nome di ELETTROFISIOLOGIA che è la base per lo studio dei sistemi di protezione contro il rischio elettrico 7

8 Effetti della corrente sul corpo umano Disfunzioni di organi vitali (cuore, sistema nervoso, ecc..) Alterazioni e disfunzioni dei tessuti per effetto di ustioni E difficile stabilire il limite di pericolosità della corrente poiché su esso agiscono vari fattori 1. Tipo di corrente e sua frequenza 2. Intensità di corrente 3. Percorso della corrente attraverso il corpo 4. Durata del passaggio di corrente 5. Condizioni fisiche e psichiche del soggetto 8

9 Effetti della corrente sul corpo umano Nel caso di corrente alternata a frequenza industriale Tetanizzazione (contrazione muscolare involontaria) Arresto della respirazione (asfissia / soffocamento) Fibrillazione cardiaca Sincope Ustioni 9

10 Effetti della corrente sul corpo umano Dipartimento di Sanità Pubblica - Servizio Prevenzione e Sicurezza Ambienti di Lavoro 1) tetanizzazione: fenomeno per cui il folgorato rimane "incollato (per contrazione tetanica dei muscoli) alla parte in tensione; si definisce corrente di rilascio: la massima corrente per cui un soggetto riesce a lasciare la presa; 2) arresto della respirazione: perdurando la situazione di cui sopra (senza il rilascio) si ha la contrazione dei muscoli addetti alla respirazione; 3) fibrillazione cardiaca: analogamente, quando la tetanizzazione colpisce il muscolo cardiaco si ha un tremolio disordinato delle fibre muscolari del cuore, in particolare dei ventricoli, che ne impedisce le regolari pulsazioni; 4) ustioni: la corrente, attraversando la "resistenza" del corpo umano, sviluppa calore per effetto Joule (proprio come il filamento di una lampadina); (il marchio elettrico) 10

11 Effetti della corrente sul corpo umano Oltre tali effetti più importanti e frequenti, il passaggio della corrente può determinare anche altre alterazioni e lesioni: azione diretta sui vasi sanguigni, sul sangue e sulle cellule nervose (stato di shock), alterazioni permanenti nel sistema cardiaco (aritmie, lesioni al miocardio), alterazioni permanenti all'attività cerebrale (modificazione dell'elettroncefalogramma) e al sistema nervoso centrale, danni agli apparati uditivi e visivi. 11

12 Effetti della corrente sul corpo umano 0,1 0,5 ma: piccole percezioni superficiali - abitualmente nessun effetto 0,5 10 ma: leggera paralisi ai muscoli delle braccia con principio di tetanizzazione (contrazione muscolare involontaria); abitualmente nessun effetto fisiologico pericoloso ma: estensione paralisi ai muscoli del torace, sensazione di soffocamento ed intontimento, fibrillazione se la scarica si manifesta nella fase critica del ciclo cardiaco > 50 ma: traumi cardiaci persistenti; effetto letale salvo intervento immediato di personale medico specializzato con defibrillatore 4 A: soglia della paralisi cardiaca > 5A: bruciatura dei tessuti organici 12

13 Conseguenze del passaggio della corrente elettrica nel corpo umano 13

14 Effetti della corrente sul corpo umano Sarebbe auspicabile conoscere il valore dell intensità di corrente non pericolosa per il corpo umano o meglio, noto che tale pericolosità è anche legata al tempo che impiega la corrente ad attraversare il corpo umano, la CURVA DI SICUREZZA è la curva che riporta, per ogni valore di corrente, il tempo di esposizione al di sotto del quale la circolazione della corrente stessa non è pericolosa per un essere umano 14

15 Effetti della corrente sul corpo umano Il problema della conoscenza di tale curva non è di facile soluzione perché: Non esistono dati sperimentali affidabili e certi Le condizioni variano in funzione di: Presenza di esseri umani (donne e bambini) che non rientrano nella media, Condizioni psico-fisiche individuali 15

16 CURVA DI SICUREZZA Zona 1: abitualmente nessun effetto Zona 2: abitualmente nessun effetto fisiopatologico pericoloso Zona 3: abitualmente effetti reversibili senza pericolo di fibrillazione Zona 4: pericolo di fibrillazione, arresto cardiaco o della respirazione, bruciature 16

17 Fattori influenzanti Tra i diversi fattori che influenzano la pericolosità dello stimolo elettrico, troviamo: L Intensità di corrente Il tempo di esposizione / attreversamento La frequenza La costituzione dell individuo Il percorso e la direzione della corrente 17

18 Variabilità della resistenza del corpo umano la resistenza del corpo umano dipende soprattutto dal tragitto che compie la corrente le condizioni della pelle: se il contatto avviene con pelli secche e/o callose possono considerarsi valori via via maggiori Resistenza pelle bagnata o sudata (sale): ohm/cm 2 Resistenza pelle callosa: ohm/cm 2 Resistenza pelle secca: ohm/cm 2 18

19 L intensità di corrente i che circola nel corpo è strettamente dipendente dalla resistenza del corpo umano Rc Il legame è dato dalla Legge di Ohm: V = Rc x i e quindi: i = V / Rc dunque a parità di V, > è Rc, < è i 19

20 La variazione della Rc in funzione del percorso Detto 100 il valore della Rc tra le due mani sono indicati, per le varie parti del corpo, i valori della resistenza corrispondente a un tragitto tra mano e la parte del corpo considerata, espressi in % della Rc misurata tra le due mani. 20

21 Pericolosità del percorso la stessa differenza di tensione applicata tra punti differenti del corpo corrisponde a correnti diverse quanto minore è la Rc per un dato percorso, tanto maggiore è il valore della i per quel percorso. in pratica i tragitti più pericolosi sono nell ordine: 1. Mani torace 2. Mano sx torace 3. Mano dx torace 4. Mani piedi Viceversa il tragitto mano mano è tra i meno pericolosi, infatti Rc è elevata 21

22 Pericolosità del percorso In sede IEC si assumono i seguenti valori per un contatto tra le estremità (piede-mano) Tensione (V) asintoto Resistenza (R)

23 Curve di sicurezza Tensione tempo individua il tempo per il quale è sopportabile un generico valore di tensione tensione di contatto limite convenzionale Ai fini dell interruzione automatica dell alimentazione per la protezione contro i contatti indiretti 23

24 Effetti della corrente sul corpo umano Assumendo la resistenza del corpo umano pari a ohm, in sede IEC sono stati fissate le seguenti coppie di valori per fissare il tempo massimo di sopportabilità Tensione (V) Tempo (s) , , , , ,03 24

25 Quindi la tensione di contatto limite convenzionale cioè il valore massimo delle tensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo indefinito (in pratica 5 s) che abbiamo visto nella curva di sicurezza tensionetempo assume i seguenti valori: 50 V in condizioni normali 25 V in condizioni ambientali particolari (cantieri, locali agricoli destinati alla custodia di bestiame, locali medici) Questo lo ritroveremo quando parleremo del coordinamento tra impianto di terra e differenziale con la relazione Rt 50V / Idn 25