Resistencia del cuerpo humano: de qué depende y cómo puede cambiar

Cuando una persona se encuentra bajo voltaje eléctrico, una corriente eléctrica comienza a fluir a través de su cuerpo, y la magnitud de esta corriente depende no solo de la magnitud del voltaje aplicado, sino también de la resistencia del cuerpo humano. Mientras tanto, la resistencia del cuerpo humano no es constante; su valor depende de muchos factores: del estado de la persona en el momento del contacto (mental y físico), de los parámetros del circuito cerrado, de las condiciones ambientales externas en las que la persona se encuentra en el momento del impacto.

El cuerpo humano consta de varios tejidos, y cada tipo de tejido tiene su propia resistencia. Entonces, por ejemplo, los tendones, la piel, el tejido adiposo, el cartílago y los huesos tienen una resistividad del orden de 3-20 kOhm / m. Sangre, músculos, linfa, cerebro y médula espinal: solo de 0.5 a 1 Ohm / m. De todos estos tejidos, la piel es la más resistente; por lo tanto, es la piel la que determina en gran medida la resistencia del cuerpo humano a la corriente eléctrica.

La piel humana tiene una estructura compleja. Su capa externa, la epidermis, incluye varias partes estructurales: el estrato córneo externo, que no contiene nervios ni vasos sanguíneos, por lo tanto tiene la mayor resistencia, y otras capas cuya resistencia es mucho menor que el estrato córneo. Luego está la dermis, la capa interna, cuya resistencia también es mucho menor, lo que significa que la resistencia del estrato córneo es crucial en la resistencia total de la piel.

La resistencia de la piel se ve afectada por su condición. Si la piel está seca y limpia, no tiene daños, entonces su resistencia se encuentra en el rango de 10 a 100 kOhm. Si hay cortes, rasguños, microtraumas en la piel, pueden reducir en gran medida la resistencia del cuerpo humano a la resistencia de los tejidos internos. Obviamente, la presencia de las lesiones mencionadas anteriormente en la piel hace que una descarga eléctrica sea más peligrosa. La piel contaminada y húmeda también tiene menor resistencia.

La resistencia total de un cuerpo humano sometido a estrés puede representarse como tres resistencias, conectadas en serie: dos capas de la epidermis y una: resistencia de la dermis y los tejidos internos. Por lo tanto, los tejidos internos sirven junto con los electrodos aplicados como si placas de condensadoresy la epidermis es dieléctrica.

Como resultado, si los electrodos se aplican externamente al cuerpo, se obtiene un circuito a partir de la resistencia activa de los tejidos internos y la resistencia casi capacitiva de la epidermis. Es decir, podemos decir que estamos hablando de la constante dieléctrica de 100 a 200, y de la resistencia específica de 10 a 100 kΩ / m en un circuito que consiste en un condensador y resistencia.

Los tejidos internos tienen una resistencia activa Rv con un pequeño componente capacitivo, que es casi independiente del área o la frecuencia del electrodo y oscila entre 500 y 700 ohmios.

Pero depende de la longitud y la sección transversal de las partes del cuerpo, y de la resistividad de los órganos internos. Es decir, en forma equivalente, la resistencia total Zm del cuerpo humano se puede representar de la siguiente manera:

Con una pequeña resistencia del cuerpo humano, el componente capacitivo pierde valor:

Entonces, la resistencia eléctrica del cuerpo humano depende de los siguientes cinco factores:

• Desde el estado psicológico y fisiológico general (características individuales);

• Desde el piso: desde el grosor de la piel (en los hombres, la resistencia es mayor que en las mujeres);

• Por edad: por aspereza de la piel (en adultos, la resistencia es mayor que en niños);

• De condiciones externas (temperatura, presión, humedad, densidad);

• Por el estado general de la piel (heridas, suciedad, humedad, etc.);

• De estímulos externos (golpe repentino, inyección, luz o sonido) que pueden reducir la resistencia en un 20 - 50% en pocos minutos.

Es fácil ver que la resistencia eléctrica del cuerpo humano no es constante ni lineal, pero para los cálculos se supone que es de 1 kOhm. Sin embargo, la resistencia del cuerpo humano también depende del voltaje aplicado, ya que en el momento de la descarga eléctrica puede resultar que el circuito también incluya la superficie del piso, el suelo, los zapatos, la ropa, etc. La corriente determinará no solo la resistencia del propio cuerpo. persona, pero también el esquema de su inclusión en la cadena.

Táctil bifásica

Con un toque de dos fases, una persona se para en una base aislada, tocando al mismo tiempo dos fases de una red trifásica, o dos conductores de una red monofásica de CA o CC. En este caso, la corriente fluirá a través de las manos y a través de órganos vitales, lo cual es muy peligroso, y aún más peligroso si el circuito ocurre a lo largo de la ruta del brazo y la cabeza. Con este toque, una persona puede obtener una tensión de interfase lineal o una tensión de funcionamiento total de la instalación eléctrica.

Si una persona tocó partes abiertas del cuerpo, entonces la resistencia está determinada por la resistencia del cuerpo, la resistencia de la piel, si ha ocurrido contacto con los polos a través de la ropa, entonces la resistencia de la ropa se agrega secuencialmente al circuito.

Puedes comparar estas dos opciones. La resistencia de la ropa seca es de 10 a 15 kOhm, y para la ropa mojada, de 0.5 a 1.5 kOhm. Obviamente, la resistencia de la ropa de una forma u otra limita la corriente a través del cuerpo humano, aunque cae de 10 a 30 veces si la ropa está mojada.

Con ropa seca, el choque se siente en un fuerte temblor de los dedos a la muñeca, esto es 20 mA a 220 voltios. Si la ropa está mojada, entonces a 140 mA las manos solo pueden arrancarse de los puntos de contacto con ciertos esfuerzos. La resistencia de los zapatos y el piso no se tiene en cuenta aquí, ya que no están incluidos en la cadena.

Monofásico o unipolar táctil

Una persona se para en el suelo y solo con una parte de su cuerpo toca la instalación eléctrica bajo voltaje, y el potencial de la instalación eléctrica difiere del potencial de la tierra u otra superficie de soporte. En este caso, una persona cae bajo voltaje en relación con la tierra, y la corriente a través del cuerpo será la corriente de falla a tierra.

La ruta actual a través de la cabeza del bucle - piernas o brazos - piernas, mientras que a través de los órganos vitales. La resistencia se incluirá en la cadena: cuerpos, ropa, zapatos, soportes. Los zapatos y soportes de resistencia están conectados entre sí en paralelo.

Dependiendo del material de la suela, ya sea húmedo o seco, la resistencia del zapato será diferente. El material del piso (superficie de soporte) juega un papel importante:

• La suela de cuero mojado tiene una resistencia de 500 ohmios, seca - 100 kOhm;

• Suela de goma húmeda - 1.5 kOhm; suela de goma seca - 500 kOhm;

• Piso de metal: de 0 (seco) a 10 ohmios (húmedo);

• Tierra seca - 20 kOhm, húmeda - 800 Ohm;

• Hormigón seco - 2 megaohmios, hormigón húmedo - 900 ohmios;

• Linóleo seco - 1.5 MOhm, linóleo húmedo - 50 kOhm;

• Piedra seca - 8.5 kOhm, piedra húmeda - 5 kOhm;

• Nieve o hielo: de 300 ohmios a 2 megaohmios;

• Arena seca - 8 kOhm, arena húmeda - 1.6 kOhm;

• Suelo negro seco - 160 ohmios, suelo negro húmedo - 50 ohmios.

Como puede ver, la resistencia del soporte y los zapatos juegan un papel importante, y muchas veces exceden la resistencia del cuerpo humano, especialmente en el estado seco, que a veces puede salvar vidas.

Cuando toca la caja de instalación, que por alguna razón resultó estar energizada, si no hay conexión a tierra, toda la corriente pasará por el cuerpo. Si hay conexión a tierra, entonces la parte principal de la corriente pasará por la tierra y por el cuerpo, solo una pequeña parte, esto representa un menor riesgo para la vida.

Voltaje de paso

Si una persona está de pie en el suelo cerca del sistema de electrodos de tierra, y la corriente fluye a través del suelo, entonces esta corriente puede fluir parcialmente a través de las piernas a través del cuerpo de la persona, a través del bucle pierna - pierna, es decir una persona caerá bajo voltaje de paso. Se forma una cadena secuencial que consiste en las resistencias del soporte, los zapatos y el cuerpo.La resistencia a los zapatos y los soportes desempeña un papel decisivo aquí, y en forma seca pueden soportar más estrés del que aceptará un cuerpo desnudo.