Il rischio elettrico Dott. Ing. Daniele Novelli Il modello elettrico del corpo umano Il corpo umano corrisponde ad una impedenza capacitiva R p e C p rappresentano la capacità e la resistenza della pelle nel punto di entrata e di uscita della corrente R i rappresenta la resistenza interna del corpo umano FASC. 4985R CEI I valori della resistenza interna del corpo umano per un percorso della corrente mano-mano o mano-piede e grande area di contatto può essere valutata uguale a 500 Ω; valori inferiori non si verificano che per il 5% della popolazione. 1
Il modello elettrico del corpo umano L impedenza del corpo umano Il 95% delle persone ha una resistenza elettrica inferiore a 2000 ohm 2
Impedenza del corpo umano Il corpo umano corrisponde ad una impedenza capacitiva R p e C p rappresentano la capacità e la resistenza della pelle nel punto di entrata e di uscita della corrente R i rappresenta la resistenza interna del corpo umano L impedenza della pelle dipende da: Tensione di contatto Stato della pelle (umidità, presenza di lesioni cutanee, presenza di calli) Superficie di contatto Pressione di contatto Durata del contatto Frequenza della corrente Fattori da cui dipende l impedenza del corpo umano L impedenza della pelle dipende da: Tensione di contatto Stato della pelle (umidità, presenza di lesioni cutanee, presenza di calli) Superficie di contatto Pressione di contatto Durata del contatto Frequenza della corrente 3
Distribuzione statistica delle impedenze del corpo umano Distribuzione statistica delle impedenze del corpo umano 4
Distribuzione statistica delle impedenze del corpo umano Impedenza del corpo umano in funzione del percorso della corrente 5
Effetti fisiopatologici della corrente elettrica nel corpo umano Tetanizzazione Perdita del controllo volontario del muscolo colpito Arresto della respirazione Asfissia Ustioni - Per azione diretta - Per azione indiretta FASC. 4985R CEI Fibrillazione ventricolare Arresto cardiaco con conseguenti danni permanenti al muscolo cardiaco e al cervello Effetti fisiopatologici: tetanizzazione La stimolazione elettrica dei muscoli determina la contrazione dei muscoli, che può diventare completa Conseguenze: svenimenti, asfissia, stato di incoscienza, collasso Frequenza di accadimento: circa il 10% degli infortuni elettrici Corrente di rilascio: massimo valore di corrente alla quale l individuo mantiene il controllo volontario dei muscoli Valori tipici di corrente di rilascio: 10 ma (per le donne) e 15 ma (per gli uomini) a f=50hz; 100-300 ma in c.c. 6
Effetti fisiopatologici: arresto della respirazione La stimolazione elettrica determina la contrazione dei muscoli preposti alla respirazione o una paralisi dei centri nervosi che sovrintendono la funzione respiratoria. Conseguenze: asfissia e lesioni irreversibili al tessuto cerebrale entro 3-4 minuti Frequenza di accadimento: circa il 6% degli infortuni elettrici mortali Effetti fisiopatologici: ustioni USTIONI PER AZIONE DIRETTA Il passaggio di corrente elettrica nel corpo umano determina lo sviluppo di calore per effetto Joule. Conseguenze: ustioni (marchio elettrico); distruzione di tessuti superficiali e profondi, rottura di vasi sanguigni ed emorragie, distruzione dei centri nervosi Densità di corrente pericolose = dell ordine dei 50 ma/mm 2 Frequenza di accadimento: circa il 25% degli infortuni elettrici mortali in bassa tensione e circa il 90% degli infortuni in alta tensione 7
Effetti fisiopatologici: ustioni Effetti fisiopatologici: ustioni La parte più superficiale della cute, che possiede un'alta resistività ed un basso calore specifico, è il tessuto che viene maggiormente danneggiato. Le ustioni però non coinvolgono solo la cute, o più specificatamente l'epidermide, ma anche tessuti degli strati più profondi, fino alla struttura scheletrica. Inoltre, man mano che la potenza assorbita aumenta, si passa da lesioni dovute essenzialmente a fenomeni d'essicamento a lesioni dovute ad evaporazione, volatilizzazione (si danno casi in cui i tessuti sono stati riscaldati fino a 3000 C), necrotizzazione e carbonizzazione. 8
Effetti fisiopatologici: ustioni Le ustioni elettriche sono praticamente indolori, a causa della rapida distruzione delle terminazioni sensitive che si trovano nei tessuti colpiti, ed inoltre sono progressive, nel senso che attorno alle zone necrotizzate immediatamente e direttamente vi è spesso una regione di tessuti che sono stati profondamente colpiti, ma che muoiono molto più lentamente (addirittura dopo parecchi giorni). Questo processo lento provoca tra l'altro l'immissione in circolo di sostanze tossiche, liberate dai tessuti necrotici, e quindi un'insufficienza renale acuta che può provocare la morte inattesa del folgorato, che appariva ormai in via di guarigione. Effetti fisiopatologici: ustioni USTIONI PER AZIONE INDIRETTA Sono dovute a: archi elettrici (con emissione di gas e vapori surriscaldati e tossici, proiezione di particelle incandescenti, irraggiamento termico, ecc.) temperature eccessive prodotte da apparecchi elettrici Sono considerate temperature pericolose: temperature superiori a 55 C se la superficie è metallica e l oggetto viene impugnato 9
Fibrillazione ventricolare Fibrillazioni ventricolari 10
Effetti fisiopatologici: fibrillazioni ventricolari Effetti: - Assenza di polso - Dilatazione della pupilla - Lesioni irreversibili al muscolo cardiaco e ai tessuti cerebrali entro 3-4 minuti Possibili interventi: - Tempestivo intervento medico, con apparecchio defibrillatore - Si può tentare di prolungare l intervallo utile con il massaggio cardiaco e con la respirazione artificiale Primo soccorso Il defibrillatore semiautomatico Legge 8 marzo 2001: "utilizzo dei defibrillatori semiautomatici in ambiente extraospedaliero" Art.1 1. È consentito l'uso del defibrillatore semi automatico in sede extraospedaliera anche al personale sanitario non medico, nonchè al personale non sanitario che abbia ricevuto una formazione specifica nelle attività di rianimazione cardiopolmonare. 2. Le regioni e le province autonome disciplinano il rilascio da parte delle aziende sanitarie locali e delle aziende ospedaliere dell'autorizzazione all'utilizzo extraospedaliero dei defibrillatori da parte del personale di cui al comma 1, nell'ambito del sistema di emergenza 118 competente per territorio o, laddove non ancora attivato, sotto la responsabilità dell'azienda unità sanitaria locale o dell'azienda ospedaliera di competenza, sulla base dei criteri indicati dalle linee guida adottate dal ministro della Sanità, con proprio decreto, entro novanta giorni dalla data di entrata in vigore della presente legge. 11
Primo soccorso Il defibrillatore semiautomatico Effetti fisiopatologici: fibrillazioni ventricolari La probabilità di innesco di fibrillazioni ventricolari dipende da: Intensità della corrente Durata del passaggio della corrente Percorso della corrente 12
Soglie di corrente Soglia di percezione Valore minimo di corrente che causa una sensazione alla persona attraverso cui fluisce la corrente. Val. tipico: 0.5 ma (indipendente dal tempo) Soglia di rilascio Massimo valore di corrente per cui una persona può lasciare gli elettrodi con i quali è in contatto. Val. tipico: 10 ma (donne), 15 ma (uomini) Soglia di fibrillazione ventricolare Valore minimo di corrente che provoca la fibrillazione ventricolare. Dipende in maniera significativa dal tempo di passaggio della corrente Limiti di pericolosità della corrente elettrica alternata 13
La curva di sicurezza tensionetempo Fibrillazione ventricolare: fattore di percorso Si definisce fattore di percorso F = I rif /I il rapporto tra la corrente I rif nel percorso di riferimento (percorso mano sinistra-piedi) e la corrente I che dà per il percorso considerato la stessa probabilità di innescare la fibrillazione ventricolare. 14
Resistenze che influiscono sul passaggio della corrente nel corpo umano L'intensità di corrente I che circola nel corpo, riferendosi alla figura, è data dalla (dove si è supposto, per semplicità, che la resistenza interna del generatore sia molto piccola rispetto alle altre) ed è tanto maggiore quanto più piccole sono R1, R2 e R3. Limiti di pericolosità della corrente elettrica continua 15
Incidenza dei contatti diretti e indiretti per tipo di ambiente Ambiente domestico D/I = 1,75 Stabilimenti industriali D/I = 1,6 Contatti indiretti Contatti diretti Ambiente agricolo D/I = 0,6 Cantieri edili D/I = 0,4 Effetti e lesioni su infortuni mortali Trauma da caduta 4% Asfissia 6% Ustioni 11% Tetanizzazione 13% Fibrillazione o arresto cardiaco 95% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 16