Effetti della corrente elettrica

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All'interno delle cellule di tutti gli organismi viventi sono naturalmente presenti tensioni e correnti causate dalla presenza di ioni positivi e negativi. In particolare questo meccanismo è la base della trasmissione degli impulsi nervosi che attivano la contrazione dei muscoli.

Una corrente di origine esterna che attraverso il corpo umano è indicata con il termine elettrocuzione o, popolarmente, scossa elettrica; essa:

interferisce con la fisiologia del sistema nervoso e muscolare, causando contrazioni muscolari involontarie (spasmi muscolari)
causa riscaldamento e, se intensa, ustioni
causa elettrolisi nelle cellule

Gli effetti dipendono:

dall'intensità della corrente: ovviamente correnti elevate causano danni maggiori. Indicativamente:
- Correnti inferiori a 0,5-1 mA non vengono percepite dalla maggior parte delle persone (area azzurra nel grafico seguente)
- Correnti superiori causano danni via via maggiori, dal semplice formicolio, a contrazioni muscolari involontarie (tetanizzazione) fino a danni permanenti ed esiti letali
dalla durata della folgorazione:
- Correnti superiori a 500 mA sono sempre molto pericolose e spesso letali (area rossa nel grafico seguente)
- Correnti inferiori sono pericolose se applicate per periodi di tempo relativamente lunghi, dell'ordine dei decimi di secondo
dai muscoli interessati: particolarmente critici sono il muscolo cardiaco, con rischio di fibrillazione, ed il diaframma, con blocco della respirazione; anche la contrazione dei muscoli di una mano genera problemi se questa sta stringendo un cavo elettrico in tensione in quanto impedisce il distacco
dal tipo di corrente, alternata o continua. La corrente continua viene in genere considerata meno pericolosa nel caso di contatto accidentale

Ovviamente è azzardato dare valori numerici di effettiva pericolosità in quanto dipendono fortemente dalle caratteristiche individuali. Indicativamente può essere utile la lettura del seguente grafico, ricavato dal documento IEC 60479-1 e relativo alla corrente alternata che attraversa il corpo umano da una mano ai piedi (nota 1). Esso riporta in ascissa l'intensità della corrente ed in ordinata la durata dell'elettrocuzione; i colori indicano la pericolosità per una persona adulta in buono stato di salute:

AC-1 (area azzurra): generalmente al di sotto della soglia di percezione
AC-2 (area verde): effetti ben avvertiti, ma in genere non gravi
AC-3 (area gialla): normalmente nessun danno permanente, ma, a volte, difficoltà respiratoria e/o fibrillazione cardiaca che terminano con l'interruzione della corrente
AC-4 (area rossa): effetti gravi, a volte anche letali. Le linee tratteggiate indicano aree in cui aumenta la probabilità di arresto cardiaco (per esempio superata la linea AC4.3 vi è il 50% di arresto cardiaco)

La tensione

In genere le norme fanno riferimento alla tensione per valutare il rischio di un impianto elettrico e non alla corrente. Infatti possiamo immaginare la tensione come causa della corrente e ad essa legata, in prima approssimazione (nota 3), dalla legge di Ohm:

una tensione più elevata causa, a parità di resistenza, una corrente maggiore
una resistenza più bassa rende possibile, a parità di tensione, una corrente maggiore. Nel corpo umano la resistenza al passaggio della corrente è costituita soprattutto dalla pelle e dipende dal suo spessore e dal suo contenuto d'acqua.

Secondo la normativa, le tensioni sono suddivise in:

Alta (AT o HV, dall'inglese High Voltage) e altissima (AAT o EHV, Extreme HV) tensione, superiore a 30 000 VAC fino, in impianti sperimentali, ad un milione di volt
Media tensione (MT o MV), tra 1 000 V e 30 000 VAC
Bassa tensione (BT o LV), inferiore a 1 000 V; tipicamente negli impianti civili è pari a 230 VAC oppure 400 VAC
Bassissima tensione (ELV, Extra-Low Voltage), inferiore a 50 V per la tensione alternata e a 120 V per la tensione continua. Due casi particolari:
- gli impianti SELV (Safety ELV) in cui la bassa tensione deve essere garantita anche in caso di guasto
- gli impianti senza isolamento dei cavi (per esempio cavi collegati a batterie oppure lampada a fili nudi) richiedono un'ulteriore diminuzione delle tensioni, che scendono a 25 VAC e 50 VDC

In genere solo le ELV sono considerate non pericolose per le persone (nota 2); in tutti gli altri casi devono essere presenti dispositivi di protezione.

Effetti sulle cose

Il passaggio di una corrente troppo elevata all'interno di un cavo produce per effetto Joule un riscaldamento che, se eccessivo, può portare alla bruciatura dell'isolante, alla fusione del conduttore, ad incendi.

La massima corrente che un cavo elettrico può trasportare senza eccessivo riscaldamento dipende soprattutto dalla sezione del rame, ma intervengono anche altri aspetti quali la temperatura ambiente e la presenza di altri cavi nelle vicinanze. Indicativamente vengono usati cavi con le seguenti sezioni:

Sezione [mm²]	Corrente massima [A]	Esempio d'uso
1,5	10	Cavo di alimentazione di una apparecchiatura da 1 KW
2,5	16	Filo elettrico in un impianto civile da 3.5 KW
25	100	Cavi per batteria automobilistica (motore termico)

Note

Una precisazione forse inutile: la corrente indicata è quella che attraversa il corpo. Quella presente nei fili dell'impianto elettrico è generalmente MOLTO superiore
Fanno eccezione per esempio le apparecchiature elettromedicali che, operando anche all'interno del corpo umano, causano correnti pericolose anche a partire da tensioni basse
In realtà il corpo umano non è un conduttore ohmico, non esiste cioè proporzionalità diretta tra tensione e corrente

Pagina creata nel settembre 2021
Ultima modifica: 12 settembre 2024