L’ELETTRICITA
Di solito quando si parla di elettricità si ricorre ad analogie di tipo idraulico. Perché l’acqua è qualcosa che si vede, mentre le cariche elettriche sono normalmente invisibili e misurabili solo con particolari strumenti.
L’elettricità è come un corso d’acqua, una corrente di particelle dette elettroni, che scorrono lungo un circuito elettrico.
Una caratteristica speciale della corrente elettrica è la sua capacita di scegliere il percorso che offre la minor resistenza. Cioè di attraversare il materiale più conduttore. Proprio come si comporta un corso d’acqua quando scende verso il mare: si incanala nel terreno che ha la maggior pendenza e che offre meno ostacoli.
Alcuni materiali, come il rame sono buoni conduttori, mentre altri, quali la gomma e le materie plastici che, sono cattivi conduttori: offrono cioè un’alta resistenza al passaggio degli elettroni e sono considerati materiali isolanti.
Tensione e corrente
Per spiegare il significato di tensione è utile questo esempio: Ci sono due serbatoi di acqua collegati con un tubo. Quando il livello A nel primo serbatoio è identico al livello B del secondo, non si nota alcun movimento d’acqua, mentre una differente altezza dei livelli nei due serbatoi, provoca inevitabilmente il passaggio di acqua dal serbatoio col livello più alto a quello con il livello più basso. Quindi per avere un flusso d’acqua è necessaria una differenza di altezza.
Tornando alla corrente elettrica può risultare molto pericolosa. Il suo passaggio attraverso il corpo umano può causare numerose alterazioni e lesioni. Ovviamente i danni saranno tanto più gravi tanto più è elevata la corrente che attraversa l’organismo e tanto più è elevato il tempo di esposizione alla corrente.
Vale la pena ricordare che per la legge di Ohm la corrente elettrica che attraverserà il corpo umano sarà direttamente proporzionale alla differenza di potenziale a cui si viene sottoposti e quindi sarà molto importante conoscere tale valore e quello della resistenza del corpo umano per poter stabilire la corrente che attraversa il corpo stesso
I rischi associati alla corrente elettrica più importanti e frequenti sono quattro. Vediamoli nel dettaglio.
1) Tetanizzazione.
E’ noto che i muscoli del corpo si contraggono in relazione a uno stimolo elettrico che proviene dal cervello.
Se un muscolo viene attraversato da una corrente elettrica di valore sufficientemente alto esso si contrae e non vi è possibilità che la sua contrazione abbia termine fino a quando la corrente elettrica non cessa di scorrervi attraverso. Di per se questo può non costituire un problema tuttavia il rischio è che il muscolo contraendosi faccia si che una parte del corpo (tipicamente una mano) si “chiuda” attorno alla fonte della corrente elettrica (ad esempio un cavo scoperto). Quando avviene ciò per l’infortunato non vi è alcuna possibilità di mollare la presa anche se resta perfettamente cosciente di ciò che sta avvenendo (se il contatto elettrico perdura ovviamente si possono causare svenimenti e altri problemi assai più gravi). Quando avviene ciò si dice che si sta verificando una presa tetanica (dal nome della malattia tetano che provoca per l’appunto una paralisi spastica della muscolatura)
Il massimo valore di corrente per il quale si ha ancora la capacità di rilasciare il muscolo che si è contratto involontariamente viene chiamata Corrente di rilascio e vale:
– tra i 10 mA e i 15 mA se la corrente è alternata a 50 Hz
– tra i 100 mA e i 300 mA se la corrente è continua
Il valore esatto dipende da diversi fattori.
Quando una persona è soggetta a una tetanizzazione è opportuno interrompere il più celermente possibile il contatto elettrico, ove possibile staccando la tensione dal quadro elettrico oppure utilizzando materiali isolanti come guanti isolanti o bastoni di legno quando l’intervento sul quadro non possa essere effettuato celermente.
2) Arresto Respiratorio
Quando il contatto elettrico si protrae, o quando la corrente elettrica è più elevata rispetto a quella di rilascio si possono cominciare a manifestare fenomeni di asfissia fino a un blocco totale della respirazione.
Questo avviene perché la respirazione è regolata da una serie di muscoli che permettono la dilatazione e le compressione della cassa toracica e quindi dei polmoni.
Quando la corrente è sufficientemente elevata anche questi muscoli sono soggetti alla tetanizzazione e restano quindi bloccati in una posizione contratta.
Potrebbe risultare anche che la corrente ha una intensità tale da paralizzare completamente i centri nervosi che soprassiedono all’attivazione dei muscoli respiratori
Quando l’infortunato sia oggetto di un arresto respiratorio, dopo averlo staccato dalla fonte della corrente elettrica è necessario effettuare una respirazione artificiale o con il sistema bocca a bocca oppure con pallone ambu se se ne dispone.
L’intervento deve avvenire entro 3-4 minuti dall’arresto della respirazione poiché una assenza più prolungata di ossigenazione può causare danni al tessuto celebrale (che sotto questo punto di vista è il più sensibile del corpo umano)
3) Fibrillazione Ventricolare
Anche il cuore è un muscolo e come tale può essere soggetto a un processo di tetanizzazione, essendo un muscolo relativamente profondo è necessario che la corrente elettrica sia superiore ai 25 mA (per corrente alternata a 50 Hz) perché si verifichi una tetanizzazione.
Dal punto di vista meccanico il cuore è sostanzialmente una doppia pompa, composta dagli atri (la parte superiore) e dai ventricoli (la parte inferiore ‘a punta’). I ventricoli per funzionare correttamente hanno bisogno che la contrazione avvenga dal basso verso l’alto (cioè che si contraggano prima le parti sulla punta e poi via via il tessuto più in alto) in modo che il sangue venga spinto fuori anziché restare imprigionato all’interno (un po’ come un tubetto di dentifricio va spinto dal basso). Se i tessuti cardiaci sono tetanizzati la contrazione non avviene più in modo coordinato e il sangue non fluisce fuori dai ventricoli: in tale circostanze si parla di fibrillazione ventricolare (qui è possibile vedere un video di pochi secondi che illustra il fenomeno).
Si tenga presente che lo stesso problema si può verificare per gli atri, tuttavia essendo i ventricoli la pompa più potente tra le due (e che in parte riesce a supplire al mancato funzionamento della pompa atriale), una fibrillazione atriale potrebbe non risultare tanto pericolosa quanto una ventricolare poiché alla seconda corrisponde un arresto del flusso di sangue attraverso l’organismo (e quindi non arriverebbe più sangue ossigenato al cervello)
Con una corrente di intensità superiore agli 80 mA è sufficiente un decimo di secondo perché si verifichi la fibrillazione ventricolare.
Dopo aver staccato l’infortunato dalla causa elettrica che ha prodotto la fibrillazione il cuore non riprende spontaneamente a funzionare normalmente ed è necessario utilizzare un defibrillatore (il nome del dispositivo dice tutto sulla sua funzione). Attenzione che un normale massaggio cardiaco non è normalmente sufficiente poiché tale manovra è assai più utile nel caso di un totale arresto cardiaco. L’intervento di defibrillazione deve avvenire entro 3-4 minuti onde evitare che l’assenza di sangue ossigenato causi danni al cervello
4) Ustioni
Come sappiamo un materiale attraversato da una corrente si scalda per effetto Joule. Il corpo umano non è da meno e quando viene attraversato da corrente elettrica si ha un riscaldamento di tutti i tessuti che può produrre delle ustioni. Queste saranno localizzate per la massima parte sulla pelle (e principalmente nei punti di ingresso e uscita della corrente).
Se le ustioni sono particolarmente estese si può morire per una insufficienza reale a volte anche dopo diversi giorni.
Una corrente di 5A causa sicuramente gravissime ustioni che porteranno quasi certamente al decesso
Va inoltre considerato che un innalzamento della temperatura fa si che l’albumina nel sangue si coaguli e con un riscaldamento di 15 gradi centigradi si ha l’esplosione dei globuli rossi (e quindi non vi saranno più cellule in grado di trasportare l’ossigeno).
La figura mostra la curva della pericolosità della corrente elettrica alternata.
- Nella zona 1, cioè per correnti al di sotto dei 0,5 mA l’individuo non subisce alcun tipo di danno e difficilmente la corrente verrà percepita;
- Nella zona 2, la corrente viene avvertita dall’individuo, ma a meno che non vi siano patologie cardiache pregresse, difficilmente si hanno danni;
- Nella zona 3 si hanno effetti di tetanizzazione muscolare;
- Nella zona 4 si hanno sicuramente effetti di fibrillazione ventricolare e di arresto respiratorio, e gli effetti possono essere letali.
Va tenuto bene a mente che di per se non è quindi la tensione a essere pericolosa, bensì la corrente elettrica, che come ben sappiamo è però un effetto della tensione.
Sappiamo che la corrente elettrica, a parità di tensione, dipende dalla resistenza del circuito, e poiché quando si verifica un contatto con parti sotto tensione, il corpo umano entra a far parte di questo circuito. Appare quindi importante sapere quanto sia la resistenza del corpo umano.
Premesso che tale parametro varia fortemente a seconda di molti fattori sia fisiologici che ambientali, , che la maggior parte della resistenza sarà comunque localizzata sull’epidermide, e che ovviamente per diverse coppie punto di ingresso/punto di uscita della corrente si avranno valori diversi, le norme CEI hanno stabilito un valore di 3000 ohm quale resistenza dell’intero corpo umano, ma essa può scendere di molto in condizioni sfavorevoli.
Poiché il valore della resistenza del corpo è quindi un valore imprevedibile, e di conseguenza risulterà imprevedibile il valore della corrente elettrica, per le questioni di sicurezza è bene fare riferimento alle tensioni
Appare evidente che la pericolosità della corrente dipende e dalla intensità della stessa e dal tempo di esposizione (inoltre dipende anche dal percorso che essa compie nel corpo). Sebbene il termine elettrico importante sia la corrente è evidente che questa dipenderà dalla tensione della parte elettrica con cui si entra inavvertitamente in contatto.
Quando si verifica un simile contatto allora il corpo umano entra a far parte del circuito elettrico ed è necessario capire quanta parte della tensione elettrica si trova effettivamente ad agire sul corpo stesso (e alcuni sistemi di protezione possono essere volti a minimizzare appunto la tensione che agisce sul corpo). A tale tensione si da il nome di Tensione di Contatto.
