Diapositiva 1

Qualche dato statistico
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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
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Iniziamo con un cenno a
GLI EFFETTI DELLA
CORRENTE SUL
CORPO UMANO
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Effetti della corrente sul corpo umano
¾ Il passaggio della corrente nel corpo
umano può provocare effetti fisiopatologici
¾è in funzione di questi effetti che si studiano
i limiti di sicurezza
¾La 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
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Effetti della corrente sul corpo umano
¾ 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.
¾Egli dichiarò: trattasi di “elettricità animale”
che si scarica attraverso il bimetallo.
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Effetti della corrente sul corpo umano
¾ Alessandro Volta non soddisfatto di questa
spiegazione, cercò di dare al fenomeno una
interpretazione fisica più completa e corretta.
¾Galvani 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.
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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
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Effetti della corrente sul corpo umano
¾ Disfunzioni di organi vitali (cuore, sistema nervoso, ecc..)
¾ 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
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Effetti della corrente sul corpo umano
Nel caso di corrente alternata a frequenza industriale
¾ Tetanizzazione (contrazione muscolare involontaria)
¾ Arresto della respirazione (asfissia / soffocamento)
¾ Fibrillazione cardiaca
¾ Sincope
¾ Ustioni
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Effetti della corrente sul corpo umano
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)
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Effetti della corrente sul corpo umano
Oltre tali effetti più importanti e frequenti, il
passaggio della corrente può determinare anche altre
alterazioni e lesioni:
¾ azione diretta sui vasi sanguigni, sul sangue e sulle
cellule nervose (stato di shock),
¾alterazioni permanenti nel sistema cardiaco
(aritmie, lesioni al miocardio),
¾alterazioni permanenti all'attività cerebrale
(modificazione dell'elettroncefalogramma) e al
sistema nervoso centrale,
¾danni agli apparati uditivi e visivi.
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Effetti della corrente sul corpo umano
¾ 0,1÷0,5 mA: piccole percezioni superficiali - abitualmente
nessun effetto
¾ 0,5÷10 mA: leggera paralisi ai muscoli delle braccia con
principio di tetanizzazione (contrazione muscolare involontaria);
abitualmente nessun effetto fisiologico pericoloso
¾ 10÷50 mA: estensione paralisi ai muscoli del torace,
sensazione di soffocamento ed intontimento, fibrillazione se la
scarica si manifesta nella fase critica del ciclo cardiaco
¾ > 50 mA: traumi cardiaci persistenti; effetto letale salvo
intervento immediato di personale medico specializzato con
defibrillatore
¾ 4 A: soglia della paralisi cardiaca
¾ > 5A: bruciatura dei tessuti organici
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Conseguenze del
passaggio della
corrente elettrica
nel corpo umano
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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
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Effetti della corrente sul corpo umano
Il problema della conoscenza di tale curva non è di facile
soluzione perché:
¾ Non esistono dati sperimentali affidabili e certi
¾ Le condizioni variano in funzione di:
‰ Presenza di esseri umani (donne e bambini) che non
rientrano nella media,
‰
Condizioni psico-fisiche individuali
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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
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Fattori influenzanti
Tra i diversi fattori che influenzano la
pericolosità dello stimolo elettrico, troviamo:
9 L’Intensità di corrente
9 Il tempo di esposizione / attreversamento
9 La frequenza
9 La costituzione dell’individuo
9 Il percorso e la direzione della corrente
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Variabilità della resistenza del corpo umano
¾ la resistenza del corpo umano dipende soprattutto dal
tragitto che compie la corrente
¾ 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): 1.000 ohm/cm2
Resistenza pelle callosa: 100.000 ohm/cm2
Resistenza pelle secca: 10.000 ohm/cm2
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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
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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.
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Pericolosità del percorso
¾ la stessa differenza di tensione applicata tra punti differenti del
corpo corrisponde a correnti diverse
¾ quanto minore è la Rc per un dato percorso, tanto maggiore è il
valore della i per quel percorso.
¾ 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
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Pericolosità del percorso
In sede IEC si assumono i seguenti valori per un
contatto tra le estremità (piede-mano)
Tensione (V)
Resistenza (R)
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2.500
50
2.000
250
1.000
asintoto
650
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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
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Effetti della corrente sul corpo umano
Assumendo la resistenza del corpo umano pari a 2.500
ohm, in sede IEC sono stati fissate le seguenti coppie di
valori per fissare il tempo massimo di sopportabilità
Tensione (V)
Tempo (s)
50
5
75
1
90
0,5
110
0,2
150
0,1
220
0,05
280
0,03
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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
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