Επίδραση της ηλεκτρικής ενέργειας στο ανθρώπινο σώμα

1.1        Γενικά

Μπορούμε να διακρίνουμε δύο τρόπους βλαπτικής επίδρασης της ηλεκτρικής ενέργειας στο ανθρώπινο σώμα. Ο πρώτος τρόπος προϋποθέτει την κυκλοφορία ρεύματος μέσα από τον ανθρώπινο οργανισμό. Για να συμβεί αυτό, δεν είναι πάντα απαραίτητο να έρθει σε φυσική επαφή το σώμα με ηλεκτρισμένα τμήματα του δικτύου, μολονότι αυτή είναι η συνηθέστερη περίπτωση. Για παράδειγμα, σε εγκαταστάσεις υψηλών τάσεων είναι δυνατό να συμβεί υπερπήδηση με ηλεκτρικό τόξο, μεταξύ τμημάτων υπό τάση και του χειριστή, όταν ο τελευταίος πλησιάσει κοντύτερα από μια ελάχιστη απόσταση.

Ο δεύτερος τρόπος αφορά «εκρηκτικές» αποδεσμεύσεις ηλεκτρικής ενέργειας. Τέτοιες βλάβες προκύπτουν από την εκφόρτιση πυκνωτών, τις κεραυνοπληξίες και τις δευτερογενείς προσβολές από ηλεκτρικά τόξα (προσβολή από εκτινασσόμενα υπέρθερμα αέρια και θραύσματα εξοπλισμού).

1.2        Φυσιοπαθολογικές επιδράσεις της ηλεκτρικής ενέργειας

Ηλεκτροπληξία. Η ηλεκτροπληξία, η επίδραση της ηλεκτρικής ενέργειας στο ανθρώπινο σώμα, συνοδεύεται από ένα πλήθος φυσικών, χημικών και βιολογικών φαινομένων. Τα φυσικοχημικά φαινόμενα περιλαμβάνουν την θέρμανση των ιστών (φαινόμενο Joule) και, στην περίπτωση του συνεχούς ρεύματος, την ηλεκτρόλυση των σωματικών υγρών. Τα βιολογικά φαινόμενα είναι πολυπλοκότερα, πολυπληθέστερα και τα πλέον επικίνδυνα. Σε αυτά περιλαμβάνονται παράλυση μυών, καταστροφή οργάνων και θανατηφόρες βλάβες.

 Εγκαύματα. Σε περιπτώσεις ηλεκτρικών πληγμάτων είναι ενδεχόμενο να εμφανισθούν εγκαύματα. Τα εγκαύματα αυτά είναι δυνατόν να συμβούν τόσο στα σημεία εισόδου και εξόδου του ρεύματος στο δέρμα, όσο και στους εσωτερικούς ιστούς. Όλα τα ηλεκτρικά εγκαύματα είναι πολύ σοβαρά ( τρίτου βαθμού εγκαύματα ), επειδή συμβαίνουν στο εσωτερικό του σώματος και είναι ενδεχόμενο να αποδειχθούν θανάσιμα. Οι τυπικές περιπτώσεις των ηλεκτρικών εγκαυμάτων θεραπεύονται αργά και δύσκολα.

Εγκαύματα μπορούν να προκληθούν και από ηλεκτρικά τόξα. Το ηλεκτρικό τόξο είναι εξαιρετικά θερμό στο σημείο εκκίνησής του και μπορεί να φτάσει τους 50.000 ^oC. Σε αυτές τις θερμοκρασίες λιώνουν και εξαερώνονται όλα τα γνωστά υλικά. Επίσης, είναι δυνατό να προκληθούν αναφλέξεις των οργανικών ουσιών ,συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων ιστών και των ρούχων, σε αποστάσεις μέχρι και τρία μέτρα από το σημείο έναρξης του τόξου. Η εκρηκτική εκτόνωση του τόξου συνοδεύεται και από εκτόξευση τμημάτων του εξοπλισμού, σαν βλήματα, τα οποία είναι εξίσου επικίνδυνα. Ακόμα, η υπεριώδης ακτινοβολία που εκπέμπεται από το τόξο μπορεί να προκαλέσει πόνο και σοβαρές βλάβες στα μάτια. Τα ηλεκτρικά τόξα είναι επικίνδυνα τόσο στην υψηλή όσο και στη χαμηλή τάση.

 Πτώσεις και μηχανικές βλάβες. Η διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος από το σώμα διεγείρει, ταυτόχρονα, όλες τις μυϊκές ίνες που θα βρεθούν στο διάβα του. Η ακούσια σύσπαση όλων αυτών των μυών δίνει στον ηλεκτροπληγέντα την αίσθηση του χτυπήματος. Το αποτέλεσμα είναι απρόβλεπτο και εξαρτάται από τον μύα ή τις ομάδες των μυών που θα διεγερθούν. Όμως, επειδή οι μύες των ποδιών και της ράχης είναι πολύ ισχυροί, το συνηθέστερο αποτέλεσμα είναι ένα τεράστιο άλμα του θύματος προς τα πίσω (έχουν καταγραφεί άλματα 12 μέτρων). Η πτώση είναι πιθανό να προκαλέσει θανάσιμους τραυματισμούς ιδιαίτερα αν το θύμα βρίσκεται πάνω σε σκάλα ή σε ικρίωμα (συνηθισμένη περίπτωση για εργάτες και τεχνικούς). Επιπλέον, λόγω της έντονης καταπόνησης των μυών, το θύμα θα αισθάνεται υπερβολική κούραση και είναι ενδεχόμενο να προκληθούν βλάβες στις αρθρώσεις και στους συνδέσμους.

Η ακούσια εκτίναξη μπορεί να αποβεί, σε ειδικές περιπτώσεις, σωτήρια, αφού διακόπτει την ηλεκτρική επαφή. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις περιπτώσεις επαφής με το χέρι. Αν όμως, η ομάδα μυών που θα κυριαρχήσει, οδηγήσει το χέρι του θύματος σε σπασμό εγκλωβισμού (γράπωμα) του ηλεκτροφόρου αγωγού, το αποτέλεσμα θα είναι τραγικό. Σημαντική παρατήρηση: το τελευταίο δε δικαιολογεί, σε καμιά περίπτωση, τη πρακτική ορισμένων «ηλεκτρολόγων» να χρησιμοποιούν σαν δοκιμαστικό κατσαβίδι την ανάποδη πλευρά του χεριού προκειμένου να διαπιστώσουν αν ένας αγωγός είναι ηλεκτρισμένος. Το αποτέλεσμα είναι απρόβλεπτο και τίποτα δεν αποκλείει τη θανατηφόρα ηλεκτροπληξία.

1.3        Φυσικοί και βιολογικοί παράμετροι των ηλεκτρικών πληγμάτων

Η επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στον άνθρωπο εξαρτάται από ένα πλήθος παραγόντων όπως:

• Τα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής πηγής (ρεύμα, τάση και συχνότητα).
• Την αντίσταση που παρουσιάζει το σώμα στη ροή του ρεύματος.
• Τις συνθήκες του περιβάλλοντος που συμβαίνει το σφάλμα.
• Τη διαδρομή του ρεύματος διαμέσου του σώματος.
• Τη χρονική διάρκεια της επαφής

 Ο τύπος της πηγής ηλεκτρικού ρεύματος είναι πολύ σημαντικός όσον αφορά τα αποτελέσματα που προκαλούνται από το ηλεκτρικό πλήγμα. Χαμηλή συνεχής τάση μέχρι 40 V, συνήθως δεν αποτελεί κίνδυνο για την ανθρώπινη ζωή, κάτω από κανονικές συνθήκες και για υγιείς ανθρώπους. Σε περιπτώσεις ασθενών ή τραυματιών, τάσεις ακόμα και 1 V μπορεί να είναι επικίνδυνες.

Στη συχνότητα των 50 – 60 Hz και για ενδιάμεσα επίπεδα τάσεων ( 50 – 600 V) τα ρεύματα ηλεκτροπληξίας μπορεί να είναι θανατηφόρα.

Σε εναλλασσόμενες τάσεις δυναμικού μεγαλύτερου από 550 – 600 V, το δέρμα συνήθως διατρυπιέται στο σημείο επαφής. Στις περιπτώσεις αυτές, και επειδή στη διαδρομή του ρεύματος παρεμβάλλεται μόνο η χαμηλή εσωτερική αντίσταση του σώματος, τα ρεύματα ηλεκτροπληξίας είναι σχεδόν πάντοτε μεγάλα και τα αποτελέσματα εξαιρετικά επικίνδυνα για την ανθρώπινη ζωή, με πιθανότερη κατάληξη τη θανατηφόρα ηλεκτροπληξία.

Η χειρότερη περιοχή συχνοτήτων για τον άνθρωπο είναι τα 50 – 60 Hz, δηλαδή οι συχνότητες που χρησιμοποιούν τα  περισσότερα ηλεκτρικά δίκτυα. Ο άνθρωπος είναι πέντε φορές πιο ευαίσθητος σ’ αυτήν την περιοχή συχνοτήτων από ότι στο συνεχές ρεύμα. Επίσης είναι έξι φορές πιο ευαίσθητος στην περιοχή 50 – 60 Hz από ότι στο εναλλασσόμενο ρεύμα συχνότητας 5.000 Hz· μάλιστα, η διαφορά αυτή αυξάνει όσο αυξάνει η συχνότητα του ρεύματος. Πάνω από την περιοχή των 100 – 200 kHz το ρεύμα ρέει στην επιφάνεια του σώματος και δημιουργεί την αίσθηση θερμότητας· σ’ αυτές τις συχνότητες είναι δυνατό να συμβούν σοβαρά εγκαύματα.