Efeitos Fisiológicos da Eletricidade

A maioria de nós já experimentou alguma forma de “choque” elétrico, em que a eletricidade faz com que nosso corpo sinta dor ou trauma. Se tivermos sorte, a extensão dessa experiência se limitará a formigamentos ou choques de dor devido ao acúmulo de eletricidade estática que se descarrega através de nossos corpos.

Quando trabalhamos com circuitos elétricos capazes de fornecer alta potência às cargas, o choque elétrico se torna um problema muito mais sério e a dor é o resultado menos significativo do choque.

Como a corrente elétrica é conduzida através de um material, qualquer oposição à corrente (resistência) resulta em uma dissipação de energia, geralmente na forma de calor. Este é o efeito mais básico e fácil de entender da eletricidade no tecido vivo:a corrente o aquece. Se a quantidade de calor gerada for suficiente, o tecido pode ser queimado.

O efeito é fisiologicamente igual ao dano causado por uma chama aberta ou outra fonte de calor de alta temperatura, exceto que a eletricidade tem a capacidade de queimar o tecido bem abaixo da pele de uma vítima, até mesmo queimar órgãos internos.

Como a corrente elétrica afeta o sistema nervoso

Outro efeito da corrente elétrica no corpo, talvez o mais significativo em termos de perigo, diz respeito ao sistema nervoso. Por “sistema nervoso”, quero dizer a rede de células especiais no corpo chamadas células nervosas ou neurônios que processam e conduzem a multidão de sinais responsáveis ​​pela regulação de muitas funções corporais.

O cérebro, a medula espinhal e os órgãos sensoriais / motores do corpo funcionam juntos para permitir que ele sinta, mova-se, responda, pense e se lembre.

As células nervosas se comunicam entre si agindo como "transdutores", criando sinais elétricos (tensões e correntes muito pequenas) em resposta à entrada de certos compostos químicos chamados neurotransmissores e liberando esses neurotransmissores quando estimulados por sinais elétricos.

Se uma corrente elétrica de magnitude suficiente for conduzida por uma criatura viva (humana ou não), seu efeito será anular os minúsculos impulsos elétricos normalmente gerados pelos neurônios, sobrecarregando o sistema nervoso e impedindo que os sinais reflexos e volitivos sejam capazes de atuar músculos. Os músculos acionados por uma corrente externa (choque) irão se contrair involuntariamente e não há nada que a vítima possa fazer a respeito.

Este problema é especialmente perigoso se a vítima entrar em contato com um condutor energizado com as mãos. Os músculos do antebraço responsáveis ​​por dobrar os dedos tendem a ser mais desenvolvidos do que os músculos responsáveis ​​por estender os dedos e, portanto, se ambos os conjuntos de músculos tentarem se contrair por causa de uma corrente elétrica conduzida pelo braço da pessoa, os músculos de "flexão" vencerão, contraindo os dedos em punho.

Se o condutor que fornece corrente para a vítima ficar de frente para a palma da mão, essa ação de aperto forçará a mão a agarrar o fio com firmeza, piorando a situação ao garantir um contato excelente com o fio. A vítima será completamente incapaz de soltar o fio.

Clinicamente, esta condição de contração muscular involuntária é chamada de tétano . Eletricistas familiarizados com este efeito de choque elétrico geralmente se referem a uma vítima imobilizada de choque elétrico como “congelada no circuito”. O tétano induzido pelo choque só pode ser interrompido interrompendo a corrente que passa pela vítima.

Mesmo quando a corrente é interrompida, a vítima pode não recuperar o controle voluntário sobre seus músculos por um tempo, pois a química do neurotransmissor foi jogada em desordem. Este princípio foi aplicado em dispositivos de “arma de choque”, como Tasers, que com base no princípio de dar um choque momentâneo em uma vítima com um pulso de alta voltagem administrado entre dois eletrodos.

Um choque bem colocado tem o efeito de imobilizar temporariamente (alguns minutos) a vítima.

No entanto, a corrente elétrica é capaz de afetar mais do que apenas os músculos esqueléticos em uma vítima de choque. O músculo diafragma que controla os pulmões e o coração - que é um músculo em si - também pode ser “congelado” em um estado de tétano por corrente elétrica.

Mesmo as correntes muito baixas para induzir o tétano são frequentemente capazes de embaralhar os sinais das células nervosas o suficiente para que o coração não possa bater corretamente, levando o coração a uma condição conhecida como fibrilação . Um coração em fibrilação vibra em vez de bater e é ineficaz no bombeamento de sangue para órgãos vitais do corpo.

Em qualquer caso, a morte por asfixia e / ou parada cardíaca certamente resultará de uma corrente elétrica forte o suficiente através do corpo. Ironicamente, a equipe médica usa um forte choque de corrente elétrica aplicada no peito de uma vítima para "dar a partida" em um coração em fibrilação a um padrão de batimento normal.

Esse último detalhe nos leva a outro perigo de choque elétrico, este peculiar aos sistemas públicos de energia. Embora nosso estudo inicial de circuitos elétricos se concentre quase exclusivamente em DC (corrente contínua, ou eletricidade que se move em uma direção contínua em um circuito), os sistemas de energia modernos utilizam corrente alternada, ou AC.

As razões técnicas para essa preferência de CA em vez de CC em sistemas de potência são irrelevantes para esta discussão, mas os perigos especiais de cada tipo de energia elétrica são muito importantes para o tópico de segurança.

Como a CA afeta o corpo depende muito da frequência. CA de baixa frequência (50 a 60 Hz) é usada em residências nos Estados Unidos (60 Hz) e na Europa (50 Hz); pode ser mais perigoso do que CA de alta frequência e é 3 a 5 vezes mais perigoso do que CC com a mesma tensão e amperagem. A CA de baixa frequência produz contração muscular estendida (tetania), que pode congelar a mão na fonte da corrente, prolongando a exposição. A DC tem maior probabilidade de causar uma única contração convulsiva, o que muitas vezes força a vítima para longe da fonte da corrente.

A natureza alternada de AC tem uma tendência maior de colocar os neurônios marca-passo do coração em uma condição de fibrilação, enquanto a DC tende a apenas fazer o coração parar. Uma vez que a corrente de choque é interrompida, um coração “congelado” tem uma chance melhor de recuperar um padrão de batimento normal do que um coração em fibrilação.

É por isso que o equipamento de “desfibrilação” usado por médicos de emergência funciona:a corrente elétrica fornecida pela unidade de desfibrilação é CC, que interrompe a fibrilação e dá ao coração a chance de se recuperar.

Em ambos os casos, correntes elétricas altas o suficiente para causar ação muscular involuntária são perigosas e devem ser evitadas a todo custo. Na próxima seção, veremos como essas correntes normalmente entram e saem do corpo e examinaremos as precauções contra tais ocorrências.



REVER:

• A corrente elétrica é capaz de produzir queimaduras profundas e graves no corpo devido à dissipação de energia pela resistência elétrica do corpo.
• Tétano é a condição em que os músculos se contraem involuntariamente devido à passagem de corrente elétrica externa pelo corpo. Quando a contração involuntária dos músculos que controlam os dedos faz com que a vítima não consiga se soltar de um condutor energizado, diz-se que a vítima “congelou no circuito”.
• Os músculos do diafragma (pulmão) e do coração são afetados de forma semelhante pela corrente elétrica. Mesmo as correntes muito pequenas para induzir o tétano podem ser fortes o suficiente para interferir com os neurônios marca-passo do coração, fazendo com que o coração vibre em vez de bater fortemente.
• A corrente contínua (DC) tem maior probabilidade de causar tétano muscular do que a corrente alternada (AC), tornando a DC mais provável de “congelar” a vítima em um cenário de choque. No entanto, a CA tem maior probabilidade de fazer o coração da vítima fibrilar, o que é uma condição mais perigosa para a vítima depois que a corrente de choque foi interrompida.