Efectos fisiológicos de la electricidad

La mayoría de nosotros ha experimentado alguna forma de "descarga eléctrica", en la que la electricidad hace que nuestro cuerpo experimente dolor o trauma. Si somos afortunados, el alcance de esa experiencia se limita a hormigueos o sacudidas de dolor por la acumulación de electricidad estática que se descarga a través de nuestros cuerpos.

Cuando trabajamos con circuitos eléctricos capaces de entregar alta potencia a las cargas, la descarga eléctrica se convierte en un problema mucho más serio y el dolor es el resultado menos significativo de una descarga.

Como la corriente eléctrica se conduce a través de un material, cualquier oposición a la corriente (resistencia) da como resultado una disipación de energía, generalmente en forma de calor. Este es el efecto más básico y fácil de entender de la electricidad sobre los tejidos vivos:la corriente hace que se caliente. Si la cantidad de calor generada es suficiente, el tejido puede quemarse.

El efecto es fisiológicamente el mismo que el daño causado por una llama abierta u otra fuente de calor de alta temperatura, excepto que la electricidad tiene la capacidad de quemar el tejido muy por debajo de la piel de la víctima, incluso quemando los órganos internos.

Cómo afecta la corriente eléctrica al sistema nervioso

Otro efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo, quizás el más significativo en términos de peligro, se refiere al sistema nervioso. Por "sistema nervioso" me refiero a la red de células especiales del cuerpo llamadas células nerviosas o neuronas que procesan y conducen la multitud de señales responsables de la regulación de muchas funciones corporales.

El cerebro, la médula espinal y los órganos sensoriales / motores del cuerpo funcionan juntos para permitirle sentir, moverse, responder, pensar y recordar.

Las células nerviosas se comunican entre sí actuando como "transductores", creando señales eléctricas (tensiones y corrientes muy pequeñas) en respuesta a la entrada de ciertos compuestos químicos llamados neurotransmisores y liberando estos neurotransmisores cuando son estimulados por señales eléctricas.

Si se conduce una corriente eléctrica de magnitud suficiente a través de un ser vivo (humano o no), su efecto será anular los diminutos impulsos eléctricos normalmente generados por las neuronas, sobrecargando el sistema nervioso e impidiendo que tanto las señales reflejas como las volitivas puedan actuar. músculos. Los músculos activados por una corriente externa (de choque) se contraerán involuntariamente y no hay nada que la víctima pueda hacer al respecto.

Este problema es especialmente peligroso si la víctima entra en contacto con un conductor energizado con sus manos. Los músculos del antebrazo responsables de doblar los dedos tienden a estar mejor desarrollados que los músculos responsables de extender los dedos, por lo que si ambos conjuntos de músculos intentan contraerse debido a una corriente eléctrica conducida a través del brazo de la persona, los músculos "doblados" ganarán, apretando los dedos en un puño.

Si el conductor que entrega la corriente a la víctima se enfrenta a la palma de su mano, esta acción de apretar obligará a la mano a agarrar el cable con firmeza, empeorando así la situación al asegurar un excelente contacto con el cable. La víctima será completamente incapaz de soltar el cable.

Médicamente, esta condición de contracción muscular involuntaria se llama tétanos . Los electricistas familiarizados con este efecto de la descarga eléctrica a menudo se refieren a una víctima inmovilizada de una descarga eléctrica como "congelada en el circuito". El tétanos inducido por descargas solo puede interrumpirse interrumpiendo la corriente a través de la víctima.

Incluso cuando se detiene la corriente, es posible que la víctima no recupere el control voluntario sobre sus músculos durante un tiempo, ya que la química del neurotransmisor se ha desorganizado. Este principio se ha aplicado en dispositivos de "pistola paralizante" como Taser, que se basan en el principio de electrocutar momentáneamente a una víctima con un pulso de alto voltaje entre dos electrodos.

Una descarga bien colocada tiene el efecto de inmovilizar temporalmente (unos minutos) a la víctima.

Sin embargo, la corriente eléctrica puede afectar más que solo los músculos esqueléticos en una víctima de choque. El músculo del diafragma que controla los pulmones y el corazón, que es un músculo en sí mismo, también se puede "congelar" en un estado de tétanos por la corriente eléctrica.

Incluso las corrientes demasiado bajas para inducir el tétanos a menudo pueden alterar las señales de las células nerviosas lo suficiente como para que el corazón no pueda latir correctamente, enviando al corazón a una condición conocida como fibrilación . Un corazón en fibrilación palpita en lugar de latir, y no es eficaz para bombear sangre a los órganos vitales del cuerpo.

En cualquier caso, la muerte por asfixia y / o paro cardíaco seguramente será el resultado de una corriente eléctrica lo suficientemente fuerte a través del cuerpo. Irónicamente, el personal médico utiliza una fuerte descarga de corriente eléctrica aplicada a través del pecho de una víctima para "impulsar" un corazón fibrilante a un patrón de latido normal.

Ese último detalle nos lleva a otro peligro de descarga eléctrica, éste peculiar a los sistemas públicos de energía. Aunque nuestro estudio inicial de circuitos eléctricos se centrará casi exclusivamente en CC (corriente continua o electricidad que se mueve en una dirección continua en un circuito), los sistemas de energía modernos utilizan corriente alterna o CA

Las razones técnicas de esta preferencia de CA sobre CC en los sistemas de energía son irrelevantes para esta discusión, pero los peligros especiales de cada tipo de energía eléctrica son muy importantes para el tema de la seguridad.

La forma en que la CA afecta al cuerpo depende en gran medida de la frecuencia. La CA de baja frecuencia (50 a 60 Hz) se utiliza en hogares de EE. UU. (60 Hz) y Europa (50 Hz); puede ser más peligroso que la CA de alta frecuencia y es de 3 a 5 veces más peligrosa que la CC del mismo voltaje y amperaje. La CA de baja frecuencia produce una contracción muscular prolongada (tetania), que puede congelar la mano a la fuente de la corriente, prolongando la exposición. Es más probable que la DC cause una sola contracción convulsiva, que a menudo obliga a la víctima a alejarse de la fuente de la corriente.

La naturaleza alterna de la CA tiene una mayor tendencia a hacer que las neuronas del marcapasos del corazón entren en una condición de fibrilación, mientras que la CC tiende a hacer que el corazón se detenga. Una vez que se detiene la corriente de choque, un corazón "congelado" tiene más posibilidades de recuperar un patrón de latidos normal que un corazón en fibrilación.

Esta es la razón por la que el equipo de "desfibrilación" que utilizan los médicos de emergencia funciona:la sacudida de corriente suministrada por la unidad de desfibrilación es CC, que detiene la fibrilación y le da al corazón la oportunidad de recuperarse.

En cualquier caso, las corrientes eléctricas lo suficientemente altas como para causar una acción muscular involuntaria son peligrosas y deben evitarse a toda costa. En la siguiente sección, veremos cómo estas corrientes suelen entrar y salir del cuerpo, y examinaremos las precauciones contra estos sucesos.

REVISAR:

• La corriente eléctrica es capaz de producir quemaduras graves y profundas en el cuerpo debido a la disipación de energía a través de la resistencia eléctrica del cuerpo.
• Tétanos Es la condición en la que los músculos se contraen involuntariamente debido al paso de una corriente eléctrica externa a través del cuerpo. Cuando la contracción involuntaria de los músculos que controlan los dedos hace que la víctima no pueda soltar un conductor energizado, se dice que la víctima está "congelada en el circuito".
• El diafragma (pulmón) y los músculos del corazón se ven afectados de manera similar por la corriente eléctrica. Incluso las corrientes demasiado pequeñas para inducir el tétanos pueden ser lo suficientemente fuertes como para interferir con las neuronas del marcapasos del corazón, lo que hace que el corazón palpite en lugar de latir con fuerza.
• Es más probable que la corriente continua (CC) cause tétanos muscular que la corriente alterna (CA), por lo que es más probable que la CC "congele" a la víctima en un escenario de shock. Sin embargo, es más probable que la corriente alterna haga que el corazón de la víctima fibrile, lo cual es una condición más peligrosa para la víctima después de que se detenga la corriente impactante.