Effetti della Corrente Elettrica sul Corpo Umano e Misure di Sicurezza

Effetti della Corrente Elettrica sul Corpo Umano

Poiché ogni individuo reagisce in modo diverso al passaggio della corrente, l'intensità di corrente necessaria a innescare la fibrillazione varia da persona a persona. Il percorso seguito dalla corrente nell'organismo ha comunque una grande influenza sulla probabilità d'innesco: particolarmente pericolosa è la situazione in cui la corrente segue il percorso mano sinistra-torace.

• Ustioni possono infine essere prodotte dall'energia termica sviluppata per effetto Joule dalla corrente elettrica che fluisce attraverso il corpo (per esempio, se attraverso la pelle si innesca una corrente avente densità di circa 60 mA/mm², la pelle verrà carbonizzata in pochi secondi).

I Limiti di Pericolosità della Corrente Elettrica

I limiti convenzionali di pericolosità della corrente elettrica in funzione della durata del passaggio della corrente attraverso il corpo umano, come stabiliti dallo IEC (International Electrotechnical Commission), sono riassunti in grafici tempo-corrente come quello della Figura 3, relativo a correnti alternate con frequenze nell'intervallo 15 ÷ 100 Hz (per correnti continue il grafico è simile).

Analisi delle Regioni di Pericolo

Come si nota, la soglia di percezione (retta a) è posta in corrispondenza del valore di 0,5 mA: al di sotto di tale valore il passaggio di corrente, di qualunque durata, non provoca alcuna reazione (regione 1 del grafico).

Regione 2: Assenza di Effetti Dannosi

Per intensità inferiori a 10 mA (limite di rilascio) non si manifestano, in genere, effetti dannosi, indipendentemente dalla durata del passaggio (regione 2, 0,5 mA < i < 10 mA).

Regione 3 e 4: Pericolosità Variabile

Per intensità nel range 10 mA < i < 500 mA, la pericolosità dipende dalla durata (t) del passaggio della corrente.

Esempio Pratico (Corrente di 200 mA)

Consideriamo una corrente di intensità 200 mA:

• Se t < 50 ms, il punto rappresentativo della situazione cade nella regione 2 e non si manifestano effetti dannosi per l'organismo.
• Se la durata del transito della corrente supera i 50 ms ma resta inferiore a circa 500 ms, il punto rappresentativo cade nella regione 3 (delimitata dalle curve b, c): qui si possono verificare effetti fisiopatologici, in genere reversibili, quali contrazioni muscolari, difficoltà respiratorie, aumento della pressione sanguigna, disturbi della formazione e della trasmissione degli impulsi elettrici cardiaci fino alla fibrillazione atriale e al temporaneo arresto cardiaco (ma senza fibrillazione ventricolare).
• Se la corrente transita per tempi superiori, il punto cade nella regione 4, in cui diventano probabili la fibrillazione ventricolare e l'arresto cardiorespiratorio, in concomitanza a gravi ustioni: tali effetti sono prodotti da correnti di intensità superiori a circa 500 mA, anche per tempi di passaggio "brevi".

Fattori che Influenzano la Resistenza Corporea

Come si è detto, per correnti alternate di frequenza di rete (50 Hz) si può assumere come soglia di pericolosità un'intensità di 10 mA: la d.d.p. in grado di produrre una tale intensità dipende evidentemente dalla resistenza elettrica R del conduttore interessato. Nel caso di passaggio nel corpo umano, la determinazione di R non è agevole, perché dipende da numerosi fattori, primo fra tutti lo stato della pelle: R si riduce in presenza di sudore, umidità, ferite, graffi, mentre aumenta in presenza di inspessimenti (callosità).

La resistenza complessiva dipende inoltre dal percorso della corrente all'interno del corpo umano (i percorsi che offrono la maggiore resistenza sono quello mano-mano e quello mano-piede), dal fatto di trovarsi all'aperto o in locali chiusi, dalla resistenza del piano di calpestio, dalla resistenza di contatto con il suolo, che varia per esempio a seconda che si indossino calzature isolanti o si sia invece a piedi nudi. Sulla base di tali considerazioni si comprende la difficoltà di una valutazione della resistenza totale, per la quale si può assumere il valore indicativo di 1 kΩ.

Misure di Protezione e Comportamenti Corretti

Prevenzione del Rischio Domestico

In ambito domestico il rischio elettrico è da ricondurre principalmente a impianti non a norma o non mantenuti in condizioni di sicurezza o utilizzati in maniera impropria, nonché all'uso scorretto di apparecchiature o attrezzature connesse alla rete elettrica.

Per la protezione dal rischio elettrico è quindi necessario anzitutto fare attenzione alla presenza di qualunque deterioramento dei componenti elettrici (lacerazioni all'isolamento dei conduttori, danneggiamento di prese a spina ecc.), provvedendo nel caso alla tempestiva sostituzione del materiale danneggiato.

Non si devono mai predisporre connessioni elettriche "di fortuna" o comunque derivanti dall'impiego di più prese o adattatori (Figura 4), perché ciò può determinare un sovraccarico e un surriscaldamento dei componenti elettrici con conseguente rischio d'incendio per cortocircuito.

Attenzione durante l'Utilizzo

È necessario prestare sempre la massima attenzione nelle situazioni in cui si debba accedere a conduttori o componenti sotto tensione, evitando ogni utilizzo improprio degli apparecchi elettrici o qualsiasi contatto con mani bagnate o umide o appoggiando su pavimenti bagnati, specialmente se si è scalzi, in quanto in tali circostanze la resistenza elettrica del corpo diminuisce.

La pulizia delle apparecchiature (tipicamente, il monitor del computer) eseguita usando liquidi deve essere sempre effettuata scollegando dalla rete le apparecchiature stesse. Ove sia necessario disconnettere un cavo da una presa elettrica, si deve agire afferrando l'isolante della spina, mai semplicemente tirando il cavo; è anche da evitare l'abbandono lungo le vie di transito di prolunghe o apparecchiature elettriche, specialmente se collegate alla rete elettrica.

Interventi Professionali e Protezione Passiva

Naturalmente, ogni intervento di riparazione o di modifica dell'impianto elettrico (dimensionato all'effettiva potenza elettrica richiesta) o di apparecchiature deve essere affidato solo a personale qualificato e autorizzato.

Adottando le misure di protezione qui in breve indicate si riduce il rischio di contatto diretto: questo può tuttavia prodursi anche per semplice cedimento della protezione passiva dell'elemento sotto tensione. A protezione da tale eventualità gli impianti elettrici sono dotati di interruttori ad alta sensibilità, comunemente denominati salvavita, di interruzione automatica della corrente (Figura 5).

Funzionamento dell'Interruttore Differenziale

Semplificando un poco i termini del discorso, possiamo dire che tale dispositivo confronta la differenza $\Delta I$ tra quantità di corrente entrante nel circuito e quantità uscente (di qui il nome di interruttore differenziale):

in condizioni normali, tale differenza è nulla. Tuttavia, nel caso di deterioramento dell'isolamento di un'apparecchiatura connessa all'impianto elettrico, la carcassa metallica dell'apparecchiatura potrebbe risultare sotto tensione, con folgorazione di chi dovesse accidentalmente toccarla: in questo caso $\Delta I$ non è più uguale a zero, perché una frazione della corrente entrante si disperde a terra senza ritornare all'interruttore differenziale a monte dell'impianto. Il dispositivo quindi scatta, aprendo il circuito elettrico: interruttori ad alta sensibilità entrano in funzione in pochi millisecondi se $\Delta I \le 30 \text{ mA}$. Come è stato discusso in precedenza, sotto tali ipotesi la corrente che attraversa un soggetto di norma non è in grado di provocare danni (nel grafico della Figura 3, a pagina 56, il punto rappresentativo della situazione cade infatti, al peggio, nella zona 2).