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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
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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
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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.
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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.
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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
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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:
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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.
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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
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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....
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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:
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