Corriente alterna a través del cuerpo y sus consecuencias

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klimkin}

Comienzo este post con una pregunta muy directa, ¿a quién no le ha dado un paso de corriente eléctrica al conectar o desenchufar algún electrodoméstico?

Puede que la respuesta en general sea mayor del 50%, siendo el promedio bastante representativo, por lo que se evidencia al pedirle a cualquier persona que realice esa operación de llevar un enchufe hacia una toma eléctrica, como se ve en el video al inicio de este post, y se le note la incomodidad ante la posibilidad de recibir una descarga eléctrica, es decir que a pesar de no estar contabilizado dentro de ese 50%, psicológicamente estamos preparados para estar atentos por nuestra seguridad.

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ColiN00B}

Tal vez un bombillo de 100 W lo haga sin mucho temor (permítanme la humanización de este ejemplo) y obtengamos un entorno bien iluminado. Realicemos un cálculo sencillo de la resistencia (R) de este bombillo conociendo el voltaje (V) de la red eléctrica y la potencia del bombillo (P):


V = 110 V;
P = 100 W;
R = ?;
I = ?

Con la ecuación de la potencia eléctrica P = V.I (Ley de Watt), podemos calcular la corriente eléctrica que circula a través de la resistencia (bombillo):

En algunos lugares, el voltaje oscila entre 115, 117 y 120 V, siendo que los valores más altos se relacionan con sobretensión. Para calcular el valor de la resistencia eléctrica, vamos a usar la Ley de Ohm V = I.R

Debo aclarar que estos cálculos están ajustados a valores medidos de voltaje y la potencia eléctrica es tabulada por el fabricante, pero puede cometerse un error muy notable si partimos de la medida experimental de la resistencia eléctrica del bombillo cuando está apagado, ya que generalmente el filamento, elaborado con Wolframio, cambia su resistencia en condiciones de funcionamiento (mayor resistencia por la alta temperatura) o apagado (aproximadamente 15 Ω en frío), por lo que se debe considerar el cambio de la resistencia con la temperatura: R_(T) = R₁ (1 + α(T₂ - T₁)) donde α está relacionado con el coeficiente de temperatura del material con que fue fabricada la resistencia eléctrica o el filamento de la bombilla.

¿Qué puede suceder cuando pasa el voltaje o la corriente a través de nuestro cuerpo?, ¿acaso vamos a iluminar como lo hace un bombillo incandescente o repercute en la salud de las personas?

Tal vez si buscamos el documental histórico sobre las aplicaciones que tuvieron la corriente continua o directa DC, patrocinada experimentalmente por Thomas Edison, y su afán por derrumbar las bases de su rival Nikola Tesla, patrocinador de la corriente alterna AC, recordaremos el episodio cuando Edison pone a prueba un sistema eléctrico para "electrocutar" a condenados a muerte, usando la corriente alterna y demostrando lo peligroso que puede resultar para la vida de las personas. Sostuvo que la utilización de la corriente directa resulta "casi" inofensiva para la salud, todas estas demostraciones en el marco de la Guerra de las corrientes librada a finales del siglo XIX. Un caso práctico que nos orientará en el conocimiento de la letalidad que puede producir el manejo de altos valores de corriente, podría ser el siguiente:

Tipo de corriente	Intensidad	Fibrilación
Directa	2 mA	>300 mA - 0,5 s
Alterna	0,5 a 10 mA	100 mA - 0,5 s

La intensidad de corriente está referida al amperaje que circula a través del cuerpo y que puede ser perceptible como un "cosquilleo" sobre la piel seca. Con corriente alterna solamente basta con 0,5 mA para sentir el paso de corriente, mientras que con 100 mA y expuesto por más de 0,5 s ya se estaría entrando en la zona de peligro ante el evidente accidente eléctrico de una fibrilación ventricular. Para valores más altos de corriente y de voltaje en cualquiera de las 2 naturalezas AC o DC puede provocar la muerte, si el individuo tiene mayor impedancia en su cuerpo, le favorecería para soportar el paso de corriente. Por ejemplo, con 25 V (DC) tendría en promedio una impedancia de 9000 Ω, pero con esos mismos 25 V en AC, su valor sería aproximadamente 6000 Ω.

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En corriente directa ya estamos acostumbrados a trabajar con una pila para el control remoto del televisor o con una batería para encender el motor de nuestro vehículo, tocamos el borne positivo y negativo de la batería y no sucede nada perceptible, es decir que el umbral de tolerancia es más prolongado en el tiempo. Sin embargo, cuando ponemos nuestra lengua (como zona húmeda) en los bornes de una pila de 12 V vamos a sentir ese choque eléctrico que nos hará reaccionar rápidamente (< 1 s) alejando la fuente de corriente de nuestro cuerpo. Esos son los factores de respuesta ante la presencia de una corriente eléctrica:

Resistencia del cuerpo humano:

500 a 3000 Ω

Tipo de corriente:

Intensidad de la corriente:

50 mA

Voltaje de la fuente:

9 V

Tiempo umbral:

0,5 s

Tiempo de exposición:

> 5 s, para I = 2 a 20 mA

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Banger978}

Supongamos que una persona está usando su lavadora de ropa conectada a una toma de 115 V, sus miembros superiores están mojados por lo que la resistencia de su cuerpo es de 1000 Ω y toca con su mano izquierda la carcaza del motor eléctrico, el cual no estaba conectado a tierra y tenía un cable "pelado" con fuga de unos 75 V. ¿Puede llegar a poner en peligro su vida, superando el umbral de ataque cardíaco?

Como nos enseñaron en el colegio, lo primerito que debemos hacer es copiar los datos que nos proporcionan:


V = 115 V y
ΔV_fuga = 75 V;
R_persona = 1000 Ω;
I_{circula el cuerpo} = ?

La corriente que circula a través del cuerpo (I_{circula el cuerpo}) de la persona se puede calcular a partir de la Ley de Ohm, considerando no los 115 V de la toma eléctrica, sino los 75 V que se derivan hacia la carcaza del motor metálico, así que: I_{circula el cuerpo} = ΔV_fuga/R_persona I_{circula el cuerpo} = 75 V/1000 Ω I_{circula el cuerpo} = 0,075 A = 75 mA Como se trata de un circuito de corriente alterna (AC) y el flujo de corriente es a través de la mano izquierda, se tiene un factor de corriente para distintos recorridos en el cuerpo humano igual a F_I = 1,5 = I_{pecho-mano izquierda}/I_{circula el cuerpo}, así que calculemos: I_{pecho-mano izquierda} = F_I . I_{circula el cuerpo} I_{pecho-mano izquierda} = 1,5 . 75 mA I_{pecho-mano izquierda} = 112,5 mA Con este valor de corriente se llega al umbral de accidente cardiovascular a los 0,5 s, a partir de 1 segundo de exposición a esta intensidad de corriente se presentará un 5% de probabilidad de padecer de una fibrilación vascular leve y si el tiempo es mayor puede causar daños en el organismo que van sumando hasta llegar a causar un desfase de su ciclo cardíaco severo.

Aporte del Post

Las normas de seguridad sobre los accidentes por choque eléctrico estipula que se requiere de mayor intensidad de corriente para poder causar la muerte de la persona, pero todo dependerá de las condiciones físicas, sus antecedentes cardiovasculares, la impedancia y resistencia del cuerpo, entre otros factores que puedan ayudar o comprometer la aparición de un evento de fibrilación.

Texto original de @azulear

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