O choque elétrico, seus efeitos e os limites do corpo humano.

Uma das melhores contribuições para o entendimento dos riscos do choque elétrico para o ser humano foi apresentada por Charles Francis Dalziel, engenheiro mecânico formado pela Universidade da Califórnia em 1927, através de estudos dos efeitos da eletricidade em seres humanos e animais apresentados no livro “The Effects of Electric Shock on Man”.

A resistência da pele humana está em sua maior parte na camada superior ou epiderme, e varia amplamente em diferentes partes do corpo e de pessoa para pessoa.  A pele seca pode ter uma resistência de 100.000 a 300.000 ohms/cm², mas quando a pele está úmida ela pode chegar a apenas 1% deste valor, logo um trabalhador estando suado ou em ambientes de alta umidade tem sua resistência extremamente reduzida à passagem da corrente elétrica.

Um valor de 500 ohms é normalmente utilizado como a resistência mínima do corpo humano entre as grandes extremidades e é frequentemente utilizado para estimar as correntes de choque elétrico nos acidentes industriais, porém um valor de 1.500 ohms, apesar de um pouco alto, também pode ser utilizado para representar a impedância elétrica para estimativas do cálculo da corrente elétrica.

Na figura abaixo temos uma das várias representações esquemáticas das resistências normalmente utilizadas nos cálculos e alguns dos possíveis caminhos de circulação da corrente elétrica pelo corpo humano.

Representação das resistências e possíveis caminhos de circulação da corrente elétrica

A “corrente de largar” é o valor máximo de uma corrente elétrica que uma pessoa pode suportar quando estiver segurando um objeto energizado e ainda ser capaz de largá-lo pela ação dos músculos que são diretamente estimulados por esta corrente.  Em seu livro, Charles Dalziel mostra resultados de experimentos com homens e mulheres para a verificação dos níveis da corrente de largar e apresentam uma distribuição normal para ambos, porém os resultados mostram que as mulheres soltavam o cilindro/eletrodo com 2/3 da corrente normalmente suportada pelos homens, mostrando uma sensibilidade maior das mulheres à corrente elétrica.

Os experimentos para verificação de correntes que provocariam uma fibrilação ventricular, obviamente não poderiam ser realizados em seres humanos e, portanto vários animais como porcos, cães, bezerros e ovelhas foram utilizados no estudo para determinação dos níveis de tolerabilidade do organismo à corrente elétrica. Os resultados mostraram que para níveis de choque durante 01 segundo, 50% dos animais sofreram fibrilação para correntes de 150 mA.

A partir desses experimentos, chegou-se a uma importante equação para calcular a máxima corrente elétrica suportada por uma pessoa de 50 kg ou mais e para que não ocorra a fibrilação durante o tempo em que a pessoa está submetida ao choque que é a seguinte:

O quadro resumo abaixo mostra que uma corrente de choque de 15mA já é um limiar perigoso, pois a partir desse valor as contrações musculares podem provocar a impossibilidade de soltar a fonte do choque prolongando o tempo do choque e os seus efeitos.

Para termos uma ideia dos níveis de corrente, tempo de exposição ao choque e o risco associado considerando a menor de nossas tensões comerciais que é 127 Vca em 60Hz em um choque elétrico entre as mãos e hipoteticamente na pior condição do corpo que seria uma impedância de 500 ohms, teríamos:

 I_{(choque 127Vca)} = = 254 mA _(RMS).

Considerando um tempo de choque elétrico de 3 décimos de um segundo (0,3s), temos a seguinte corrente limite para que não ocorra fibrilação ventricular do coração:

 I_{(choque limite)} = = 212 mA, portanto um choque em 127 Vca de apenas 3 décimos de segundo já nos coloca acima do limite da máxima corrente de choque elétrico que provocaria uma fibrilação ventricular em mais de 50% das pessoas expostas ao mesmo tempo de passagem da corrente elétrica.

Existem várias curvas que procuram relacionar a corrente elétrica com o tempo de choque e os efeitos no corpo humano, como as apresentadas na IEC 60479-1 para choques em c.a. de 15 Hz a 100 Hz e percurso “mão esquerda ao pé”, a curva da NBR 6533, ou mesmo as curvas IEEE80:50 ou IEEE80:70 próximas às curvas em verde e em vermelho mostrada no gráfico abaixo baseada na equação de Charles Dalziel para o limite de risco de fibrilação ventricular.

Observamos que para o exemplo de um choque em 127Vca entre as mãos e na pior condição de resistência do corpo humano, o mesmo se encontra na Zona 3 de risco do gráfico abaixo, com probabilidade de fibrilação em mais de 50% das pessoas.

A linha tracejada em azul representa o umbral da zona perigosa e é exatamente a corrente definida para os Dispositivos DR (Diferencial Residual) ou Disjuntores DR de alta sensibilidade com corrente nominal residual ≤ 30mA, destinados fundamentalmente à proteção das pessoas e que deveria ser instalado no circuito de tomadas das nossas residências como prevê a NBR 5410/97, norma da ABNT para instalações elétricas de baixa tensão.

A simples instalação do Dispositivo DR, já seria o suficiente para evitar 1/3 das mortes por choque elétrico no Brasil, visto que dos 600 óbitos anuais em média por choque elétrico, cerca de 200 ocorrem nos ambientes residenciais.

Nosso Objetivo é Salvar Vidas

 

 Referências Bibliográficas:

Aterramento Elétrico. 3. Edição, por KINDERMANN, Geraldo; CAMPAGNOLO, Jorge Mário, Porto Alegre: Sagra-DC Luzzatto. https://drive.google.com/file/d/0B_1jBWo9e-XEWnpTZmw2eW1RWGFGTHhsajlKc0hfdw/view?pref=2&pli=1

The Effects of Electric Shock on Man, by Dalziel, Charles Francis, Washington, D.C. : U.S. Atomic Energy Commission, Office of Health and Safety, 1956. Series: Safety and fire protection technical bulletin; no. 7.

Número de acidentes com eletricidade em 2014 dão um salto, ABRACOPEL, Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade. http://abracopel.org/blog/numero-de-acidentes-com-eletricidade-em-2014-dao-um-salto/