Wpływ zjawisk elektryzowania na organizmy żywe

1. Wpływ zjawisk elektryzowania na organizmy żywe Autor: Jarek Andersson IIIGA

2. Wprowadzenie • Skutki działania prądu na organizm człowieka można rozpatrzyć jako fizyczne (np. cieplne), chemiczne (np. zmiany elektrolityczne) lub biologiczne (np. zaburzenia czynności ).Prąd stały działa na człowieka inaczej niż prąd zmienny. Jedną z różnic jest działanie prądu na obdarzone ładunkiem elektrycznym cząsteczki będące składnikami komórek. Pod wpływem doprowadzonego napięcia cząsteczki te przemieszczają się , co prowadzi do zmian stężenia jonów w komórkach i przestrzeniach międzykomórkowych. Im dłuższy jest czas przepływu prądu w tym samym kierunku, tym większych przemieszczeń jonów należy oczekiwać. Od właściwych stężeń jonów zależy czynność wielu komórek, miedzy innymi komórek mięśni i komórek nerwowych, dlatego też, zmieniają się stężenia jonów w wyniku przepływu prądu prowadzą do zaburzenia czynności tych komórek. Prądy przemienne o dużej częstotliwości nie wywołują zaburzeń przewodnictwa w nerwach, skurczów mięśni i zaburzeń w czynności mięśnia sercowego, mogą jednak doprowadzić do poważnych uszkodzeń w skutek wytwarzania ciepła na drodze przepływu przez ciało.

3. Oddychanie i krążenie krwi • Przepływ krwi w naczyniach krwionośnych jest wywołany pracą serca. Mimo że przez serce przepływa niewielka część prądu rażenia, może ona spowodować śmiertelne skutki. Przy porażeniu prądem przemiennym o częstotliwości 50¸60 Hz najczęściej występuje migotanie komórek serca. Stan ten należy do najtrudniej odwracalnych. Istotnym czynnikiem decydującym o wystąpieniu migotania komórek jest czas przepływu prądu, a w wypadku krótko trwałych przepływów, moment, na jaki przypadł przepływ prądu. Jeśli przypada on na początek rozkurczów (przerwa w pracy serca), to prawdopodobieństwo wystąpienia migotania jest duże. Przy czasie przepływu krótszym niż 0,2 s, wystąpienie migotania komórek jest rzadkie. Podczas rażenia występują również zaburzenia oddychania. Przepływ prądu przez mózg może spowodować zahamowanie czynności ośrodka oddechowego sterującego czynnością oddychania, po krótkim czasie może nastąpić ustanie oddychania, krążenie krwi (z powodu z braku tlenu) i śmierć. Podczas przepływu prądu przez klatkę piersiową dochodzi więc do skurczu mięśni oddechowych i zaniku ruchów oddechowych, co w konsekwencji prowadzi do uduszenia.

4. Układ nerwowy • Podczas przepływu prądu elektrycznego przez organizm ludzki następuje pobudzenie, a następnie porażenie układu nerwowego. Skutkiem tego jest utrata przytomności. Może ona być spowodowana: ·Zatrzymaniem krążenia wywołaniem niedostateczną pracą serca, migotaniem komór lub zatrzymanie serca. Przepływem prądu bezpośrednio przez czaszkę i mózg. Wytwarzanie się dużej ilości ciepła przy przepływie prądów o wysokim napięciu może w ciągu kilka sekund wywołać nieodwracalne uszkodzenia lub zniszczenie mózgu

5. Skóra, mięśnie i kości • Przepływ prądu przez ciało powoduje wytwarzanie ciepła na drodze tego przepływu. Wzrost temperatury może prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń organizmu ciała. Najczęściej spotyka się uszkodzenia skóry. W miejscu „wejścia” prądu powstaje oparzenia: od zaczerwienienia skóry, powstania pęcherzy oparzeniowych, po martwice skóry i zwęglenie. Produkty rozpadu oparzonych tkanek mogą spowodować śmierć porażonego nawet w kilka dni po wypadku. Innym rodzajem uszkodzeń skóry są tzw. znamiona prądowe, które występują w czasie przepływu prądu, przy dobrej styczności z przewodnikiem. Przepływ prądu elektrycznego może spowodować również uszkodzenia mięśni. W wyniku gwałtownych skurczów może nastąpić przerwanie włókien mięśni a więc mechaniczne zerwanie mięśni. Mogą wystąpić również zmiany w strukturze włókien mięśniowych, a także uszkodzeń kości.

6. Pośredni prąd elektryczny • Często spotyka się uszkodzenia ciała wywołane pośrednim działaniem prądu elektrycznego, gdy nie przepływa on przez ciało. Dzieje się to podczas powstania łuku elektrycznego, w wyniku zwarcia w urządzeniach elektrycznych.. Łuk elektryczny może spowodować mechaniczne uszkodzenie skóry, mające wygląd ran ciętych, kłutych lub postrzałowych. Towarzyszom temu często oparzenia skóry powstałe w wyniku zapalenia się odzieży. Łuk elektryczny może wywołać również uszkodzenie cieplne i świetlne narządu wzroku. Do urazów wywołanych pośrednio przez prąd należy zaliczyć także złamania inne obrażenia wynikłe wskutek upadku z wysokości przy odruchowej reakcji na porażenie.

7. Przyczyny porażeń • Przyczyny wypadków podczas eksploatacji urządzeń elektrycznych są różne. Przeważnie są to: nieostrożność, lekceważenie przepisów, roztargnienie, omyłki, brak odpowiedniej konserwacji lub kontroli urządzeń zabezpieczających, zła organizacja pracy, brak nadzoru, złe zrozumienie polecenia, niedbałe wykonanie pracy, nieumiejętność lub nieznajomość instalacji oraz nieszczęśliwy zbieg okoliczności. Następstwem tych przyczyn jest najczęściej dotknięcie części znajdujących się normalnie lub przypadkowo pod napięciem względem ziemi. Jeżeli dotykający stoi na ziemi, na przewodzącej podłodze konstrukcji stalowej, to pod działaniem napięcia dotykowego nastąpi przepływ prądu przez jego ciało. Napięcie dotykowe jest to napięcie występujące między dwoma punktami, nie należącymi do obwodu elektrycznego z którymi mogą się zetknąć jednocześnie ręce lub ręka i stopy człowieka. Podczas przepływu prądu w ziemi miedzy dwoma miejscami na powierzchni gruntu oddalonymi o długość kroku może pojawić się napięcie zwane napięciem krokowym.

8. Ochrona przed porażeniem • Zgodnie z przepisami dotyczącymi ochrony przeciwporażeniowej należy stosować, w zależności od zagrożenia, następujące środki: 1) ochronę podstawową2) ochronę dodatkowąOchrona podstawowa ma zapobiegać: ·zetknięciu się człowieka z przewodzącymi częściami obwodów elektrycznych, znajdujących się pod napięciem·udzielaniu się napięcia przedmiotom lub częściom przewodzącym, które normalnie nie powinny znajdować się pod napięciem ·szkodliwemu działaniu na otoczenie łuku elektrycznego, który mógłby wystąpić podczas pracy urządzeń.Ochrona podstawowa polega więc przede wszystkim na umieszczeniu elementów znajdujących się pod napięciem poza zasięgiem ręki człowieka, a więc stosowanie przegród, siatek lub poręczy z materiału izolacyjnego.Ochrona dodatkowa ma zapobiegać utrzymywaniu się niebezpiecznego napięcia dotykowego. Polega ona na zastosowaniu, oprócz ochrony podstawowej, jeden z następujących ośrodków:·uziemienia ochronnego·zerowania·sieci ochronnej·wyłącznika przeciw pożarowego·obniżenia napięcia roboczego ·separacji·izolacji ochronnej·izolowania stanowisk

9. Pierwsza pomoc • Ratownik powinien podjąć akcję ratunkową jak najszybciej i prowadzić ja aż do przybycia lekarza. Przede wszystkim należy: · Uwolnić człowieka porażonego spod napięcia. · Rozpoznać stan zagrożenia porażonego · Zastosować najlepszą metodę ratownictwa. Przy uwalnianiu spod napięcia ratownik jest zobowiązany dbać nie tylko o bezpieczeństwo porażonego, ale także o swoje. Należy pamiętać, że niebezpieczne dla ratownika są: · bezpośrednie zetknięcia gołych rąk ratownika z ciałem porażonego; · równoczesne używanie obu rąk przy odciąganiu spod napięcia; · mokre podłoże; · bliskie sąsiedztwo urządzeń pod wysokim napięciem; · brak równowagi.

10. Oddziaływanie na organizm ludzki • Prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz i napięciu 400/230 V jest najbardziej rozpowszechnionym środkiem przenoszenia energii elektrycznej. Z tego powodu większość porażeń i oparzeń ludzi prądem elektrycznym, nazywanych wypadkami elektrycznymi, występuje przy styczności człowieka z urządzeniami elektroenergetycznymi prądu przemiennego, przy czym najczęstsze są rażenia na drodze ręka - nogi lub ręka - ręka. Ponadto prąd przemienny o częstotliwości od 15 do 100 Hz powoduje najgroźniejsze dla życia reakcje organizmu, stąd skutki rażenia nim rozpatruje się szczególnie wnikliwie.

11. Działanie termiczne prądu • Przepływający przez ciało człowieka prąd rażeniowy powoduje wydzielanie się w tkankach organizmu energii cieplnej, gdyż mają one określoną rezystancję (impedancję). Ilość wydzielonej energii cieplnej zależy od wartości natężenia prądu, rezystancji tkanek oraz od czasu przepływu prądu przez ciało lub jego część. W zależności od pojemności cieplnej tkanki (ciepła właściwego) na skutek wydzielonej energii cieplnej następuje wzrost temperatury. Gdy nie przekracza 5 K, nie występują zmiany patologiczne, jeżeli jednak temperatura wzrasta o 10 i więcej K, tkanki ulegają zniszczeniu wskutek martwicy. Nazywa się to oparzeniem elektrycznym. Najbardziej niebezpieczne dla zdrowia i życia człowieka są tzw. rażenia skojarzone, kiedy przez ciało człowieka przepływa prąd łuku elektrycznego.

12. Zagrożenie przy elektryzowaniu • Powszechne stosowanie urządzeń zasilanych energią elektryczną niesie ze sobą różnego rodzaju zagrożenia zarówno dla człowieka jak i jego środowiska. Są to:§ porażenia oraz oparzenia prądem i łukiem elektrycznym§ zagrożenia pożarowe§ zagrożenia wybuchem§ zagrożenia od elektryczności statycznej§ zjawiska związane z wyładowaniami atmosferycznymi.

13. Podział napięć • napięcia niskie (nn) o wartości znamionowej Un do 1000 V napięcia wysokie (WN) o wartości znamionowej Un powyżej 1000 V dla prądu przemiennego o częstotliwości 50 Hz, oraz napięcia niskie o wartości znamionowej Un do 1500 V napięcia wysokie o wartości znamionowej Un powyżej 1500 V dla prądu stałego.

14. Siła porażenia prądu Siła porażenia prądem zależy od: rodzaju prądu, a więc czy jest to rażenie: prądem przemiennym o małej częstotliwości (15 -100Hz), prądem przemiennym o dużej częstotliwości, krótkotrwałymi, jednokierunkowymi impulsami prądowymi, prądem stałym,§ wartości napięcia i natężenia prądu rażeniowego oraz czasu jego przepływu§ drogi przepływu prądu przez ciało człowieka,§ stanu psychofizycznego porażonego.§ czasu przepływu prądu rażenia,§ temperatury i wilgotności skóry,§ powierzchni styku z przewodnikiem,§ siły docisku przewodnika do naskórka.

15. KONIEC • Źródła informacji: • www.sciaga.pl • www.wikipedia.pl • Encyklopedia chemiczna PWN