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Segurança em Instalações e Serviços com Eletricidade MÓDULO 1 É uma forma de Energia incolor, inodoro que percorre condutores de um local de origem até um outro ou armazena para realizar uma ação ou trabalho. O que é Eletricidade ? Formas de Geração de Energia Elétrica. • Usinas Hidrelétricas. • Usinas Termoelétricas. • Usinas Nucleares. • Gerador Eólico. • Energia Solar. Algumas causas dos acidentes com eletricidade • Universalidade do uso de energia elétrica; • Equipamentos de média e alta tensão em ambientes urbanos; • Não observância de recomendações e normas técnicas; • Manuseio de instalações por pessoas leigas; • Manuseio por profissionais com excesso de confiança; • Características da energia elétrica – invisibilidade; • Desconhecimento dos efeitos biológicos; • Instalações inadequadas CHOQUE ELÉTRICO Choque elétrico é a perturbação de natureza e efeitos diferentes que se manifesta no organismo humano, quando este é percorrido, em certas condições, por uma corrente elétrica. As manifestações, dependendo das condições e intensidade da corrente, podem ser desde a sensação de “formigamento” pela superfície da pele, até uma violenta contração muscular que pode provocar a morte. d.d.p corrente elétrica A condição básica para se levar um choque de origem elétrica é estar submetido a uma diferença de potencial (d.d.p) suficiente para fazer circular uma corrente que provoque efeitos no organismo. O corpo humano, não só pela natureza de seus tecidos como pela grande quantidade de água que contém, tem comportamento semelhante a um condutor elétrico, ou seja, conduz corrente elétrica. COMO OCORRE O CHOQUE ELÉTRICO Contato com um circuito energizado. Ex: Fios residenciais Contato com um corpo energizado. Ex: Choque na carcaça de geladeira, de furadeira etc. Ação direta ou indireta de descarga atmosférica. Ex: Raios. Por aproximação de Campo Eletromagnético. Ex: Rede de Alta Tensão, estação transformadora de AT. CHOQUE POR CONTATO DIRETO Contato com partes metálicas, normalmente sob tensão (partes vivas), tais como condutores sem isolação (nus) ou descobertos, terminais de equipamentos elétricos, etc CHOQUE POR CONTATO INDIRETO Contato com partes metálicas, normalmente não energizadas - massas - mas que podem tornar- se vivas devido a uma falha de isolamento – carcaças ou invólucros de equipamento. CHOQUE POR APROXIMAÇÃO DE CAMPO ELETROMAGNÉTICO • Método a distância • É uma das áreas de alto grau de risco devido ao nível de tensão e a carga transportada (Energia) • Essas tensões variam de 69.000 volts a 500.000 volts. Choque por Descargas Atmosféricas São gigantescas descargas elétricas (raios) entre nuvem e terra, que podem produzir choques elétricos. Os raios podem incidir diretamente ou cair próximo, gerando tensões de passo e de toque perigosas d.d.p corrente elétrica A condição básica para se levar um choque de origem elétrica é estar submetido a uma diferença de potencial (d.d.p) suficiente para fazer circular uma corrente que provoque efeitos no organismo. O corpo humano, não só pela natureza de seus tecidos como pela grande quantidade de água que contém, comporta-se semelhante a um condutor elétrico, ou seja, conduz corrente elétrica. X RR No momento do choque, a resistência total ( R ), ou seja, aquela determinada pelas características da pessoa, pelas condições do contato e pelo trajeto da corrente pelo corpo, varia continuamente, dificultando o cálculo mais preciso do seu valor. Contato com o corpo humano em dois condutores, supondo o corpo isolado da terra 10% da corrente no coração 8% da corrente no coração 5% da corrente no coração 3% da corrente no coração 0% da corrente no coração A resistência elétrica depende também da trajetória da corrente elétrica pelo corpo humano. Pela 1ª Lei de Ohm: I = U R onde: I = intensidade da corrente elétrica; U = tensão elétrica (d.d.p.); R = resistência elétrica. U IR • Quanto maior a tensão ( U ), maior será a intensidade da corrente ( I ) que circula pelo corpo; • Quanto menor a resistência ( R ) do corpo e dos pontos de contato, maior será a intensidade da corrente ( I ) que circula pelo corpo. Quanto mais intensa for a corrente elétrica ( I ) mais graves serão os efeitos fisiológicos. A tabela abaixo mostra alguns possíveis valores da intensidade da corrente elétrica ( I ) em função da tensão de toque ( U ) e do trajeto pelo corpo: Observação os valores foram calculados para uma pessoa com peso acima de 50 Kg Trajeto da corrente pelo corpo Tensão ( U ) e corrente ( I ) 127 V 220 V Entre as pontas dos dedos de ambas as mãos (secos) 8 mA 14 mA Entre as palmas de ambas as mãos (secas) 140 mA 244 mA Mão com ferramenta e pés calçados (secos) 7 mA 12 mA Mão com ferramenta e pés calçados (molhados) 211 mA 366 mA Efeitos da corrente elétrica Nota: A intensidade da corrente e o tempo de exposição, são fatores determinantes. PERTURBAÇÕES POSSÍVEIS DURANTE O CHOQUE NENHUMA. SENSAÇÃO CADA VEZ MAIS DESAGRADÁVEL, À MEDIDA QUE A INTENSIDADE AUMENTA. CONTRAÇÃO MUSCULARES. . SENSAÇÃO DOLOROSA. CONTRAÇÕES VIOLENTAS. ASFIXIA. ANOXIA. ANOXEMIA. PERTURBAÇÕES CIRCULATÓRIA. SENSAÇÃO INSUPORTÁVEL. CONTRAÇÕES VIOLENTAS. ASFIXIA. ANOXIA. ANOXEMIA. FIBRILAÇÃO VENTRICULAR. ASFIXIA IMEDIATA. FIBRILAÇÃO VENTRICULAR. ALTERAÇÕES MUSCULARES. QUEIMADURAS. ASFIXIA IMEDIATA. QUEIMADURAS GRAVES. 1 miliampère 1 a 9 miliampère 9 a 20 miliampères 20 a 100 miliampères Acima de 100 miliampères Vários Ampères ESTADO POSSÍVEL NORMAL. NORMAL. MORTE APARENTE. MORTE POSTERIOR OU IMEDIATA. SALVAMENTO ____ DESNECESSÁRIO. RESPIRAÇÃO ARTIFICIAL. MUITO DIFÍCIL. PRATICAMENTE IMPOSSÍVEL. RESULTADO FINAL NORMAL. RESTABELECIMENTO. MUITAS VEZES NÃO HÁ TEMPO DE SALVAR E A MORTE OCORRE EM POUCOS MINUTOS. MORTE. INTENSIDADE DA CORRENTE ALTERNADA (50 / 60 HZ) QUE PERCORRE O CORPO MORTE APARENTE. MORTE POSTERIOR OU IMEDIATA. RESPIRAÇÃO ARTIFICIAL. NORMAL. MORTE. Probabilidade de recuperação da vítima de choque elétrico após a parada respiratória 0 Chance de recuperação da vítima (%) 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0% 5% 10% 15% 25% 60% 75% 90% 95% 100% Te m po e m m in ut os Os efeitos do choque elétrico variam conforme a circunstância Condições orgânicas e psíquicas da pessoa 1 Natureza cc - ca8 Duração do choque 7 Percurso da corrente no corpo 6 Resistência do corpo 5 Intensidade da corrente 4 Isolamento do corpo 3 Tipo de contato 2 Nível de freqüência Os efeitos do choque elétrico no corpo humano variam e dependem principalmente dos seguintes fatores: INTENSIDADE DA CORRENTE Quanto maior for a intensidade da corrente que percorrer o corpo, pior será o efeito sobre o mesmo. As correntes elétricas de baixa intensidade provocam a contração muscular, situação em que a vítima muitas vezes não consegue se desprender do objeto energizado. TEMPO DE CONTATO Quanto maior o tempo de contato maiores serão os efeitos provocados pela corrente elétrica. FREQÜÊNCIA DA CORRENTE Freqüência ( ciclos/ seg) Limiar de Percepção (mA) 50/60 500 1.000 5.000 10.000 100.000 1 1,5 2 7 14 105 As correntes elétricas de alta freqüência são menos perigosas ao organismo humano do que as de baixa freqüência. O corpo humano é mais sensível à corrente alternada de freqüência industrial (50/60 Hz) do que à corrente contínua. O limiar de sensação da corrente contínua é da ordem de 5 miliampères, enquanto que na corrente alternada é de 1 miliampère. A corrente elétrica passa a ser perigosa para o homem a partir de 9 miliampères, em se tratando de corrente alternada, e, 45 miliampères para corrente contínua. CA NATUREZA DA CORRENTE CC Dos fatores que determinam a gravidade menor ou maior da lesão, a Corrente é o mais importante.Corresponde à quantidade efetiva de eletricidade que está percorrendo o condutor, no caso o corpo humano Assim como todo elemento condutor, o corpo humano também apresenta valores de resistência elétrica – R (resistência ôhmica). RR O valor da resistência ôhmica do corpo humano varia de pessoa para pessoa, e depende de alguns fatores: • área de contato; • pressão de contado; • resistência da pele; • umidade da pele. Os efeitos do choque elétrico variam de pessoa para pessoa, e dependem principalmente das condições orgânicas da vítima. Pessoas com problemas cardíacos, respiratórios, mentais, deficiência alimentar, etc., estão mais propensas a sofrer com maior intensidade os efeitos do choque elétrico. Os idosos submetidos a uma intensidade de choque elétrico relativamente fraca, podem sofrer sérias conseqüências. CONDIÇÕES ORGÂNICAS DO INDIVÍDUO TENSÃO DA CORRENTE ( V ) Aumentando-se a tensão, diminui a resistência do corpo humano, a pele comporta-se como um dielétrico e a resistência do corpo reduz- se à do meio interno. • Valores entre 10 a 220 Volts, determinam uma resistência dos tecidos variável. •Tensões maiores, aumentam o perigo. RESISTÊNCIA DO CORPO HUMANO Varia segundo: 1) Tensão aplicada; 2) Natureza da pele; 3) Grau de umidade da pele; 4) Pressão de contato; 5) Estado físico e emocional da pessoa; 6) Contatos de entrada e saída da corrente; RR RESISTÊNCIA DO CORPO Também a resistência ôhmica do corpo varia de indivíduo para indivíduo. A epiderme seca tem uma resistividade que depende do seu estado de endurecimento (calosidade). Esta é maior nas pontas dos dedos do que na palma da mão, e maior nesta do que no braço. A pele molhada diminui a resistência de contato, permitindo assim a passagem de maior intensidade de corrente elétrica. R Pele humana seca e íntegra 100.000 a 600.000 Ohms Pele molhada com microlesões 1.000 a 10.000 Ohms Estruturas internas (músculos, vasos, nervos etc) 500 Ohms Os efeitos fisiológicos da corrente elétrica dependerão, em parte, do percurso por onde ela passa no corpo humano, isso porque na sua passagem poderá atingir centros e órgãos de importância vital, como o coração e os pulmões. Esses percursos podem ser esquematicamente demonstrados conforme figuras a seguir. PERCURSO DA CORRENTE Ligação de dois pontos com diferença de potencial elétrico por intermédio de dois dedos de uma mesma mão. Neste tipo de percurso, denominado pequeno percurso, não há risco de vida; poderá no entanto, sofrer queimaduras ou perda dos dedos. Percurso 1 Fase Neutro Isolado A corrente entra por uma das mãos e sai pela outra, percorre o tórax, e atinge a região dos centros nervosos que controlam a respiração, os músculos do tórax e o coração. É um dos percursos mais perigosos. Dependendo do valor da corrente produzirá asfixia e fibrilação ventricular, ocasionando uma parada cardíaca. Percurso 2 Neutro Fase Material Isolante Terra DENSIDADE DE CORRENTE Densidade de corrente é a distribuição da corrente elétrica no organismo humano. De acordo com a ilustração a densidade de corrente é variável conforme o volume do corpo humano, isto é, no tórax é menor do que nos membros. Observa-se que no tórax é que se localizam alguns órgãos vitais, cuja resistência é menor que a dos membros Conforme a intensidade do choque, as queimaduras resultantes poderão ser: 1º Grau Quando atingem a camada mais superficial da pele, causando ferimentos leves, vermelhidão e ardor. 2º Grau Comprometendo a superfície e a camada intermediária da pele (epiderme e derme), e provocando bolhas e dor intensa. 3º Grau Quando ocorre lesão da epiderme, derme e de tecidos profundos (músculos, nervos, vasos etc.). A pele fica carbonizada ou esbranquiçada e há ausência de dor. Queimaduras por Eletricidade (Efeito Joule) E calorífica = R . I2choque. tchoque R = Resistência elétrica do corpo humano (Ω) Ichoque= corrente elétrica do choque (A) Tchoque = tempo do choque (s) E calorífica = energia em joules (J) No choque em alta tensão, como a corrente é alta, e como o efeito térmico depende da corrente de choque ao quadrado, seu poder de queimadura torna-se devastador Sintomas do Choque Elétrico • Contrações musculares; • Tetanização dos músculos; • Aquecimento do músculo, órgão e sangue; • Queimaduras dos ossos, músculos, órgãos, pele, etc.. • Parada respiratória; • Parada cardíaca; • Problemas mentais; • Perdas de memória; • Prolapso em órgãos ou músculos; • Problemas renais; • Retensão sangüínea; • Outros. Parada Respiratória A parada respiratória pode ocorrer direta ou indiretamente devido ao choque elétrico. Choque com corrente elétrica menor do que a do limite de fibrilação ventricular do coração, produz comprometimento na capacidade respiratória do indivíduo, devido a fadiga e tensionamento do músculo diafragma. Se o choque for maior, o tensionamento exagerado produz a tetanização do diafragma, e em conseqüência a parada respiratória. Se o coração continuar funcionando, a circulação será só de sangue venoso, o que deixa a vítima em estado de morte aparente. Parada Cardíaca O choque pode produzir a tetanização das fibras musculares do tecido do coração. Este estado exagerado do tensionamento das fibras deixa o coração preso. É a parada cardíaca. Prolapso Prolapso é o deslocamento, com mudança definitiva de órgão ou músculos, devido a passagem da corrente elétrica do choque. O corpo sofre uma convulsão. Os músculos se contraem, o sangue se dilata, há uma pane nos sistemas neuro-transmissores. Em conseqüência, pode ser produzido o prolapso de qualquer órgão. Eletrólise no Sangue No caso específico do corpo humano, que é constituído de 70% de matéria líquida, possui vários tipos de sais minerais, o choque provoca a eletrólise no sangue e no plasma líquido de todo o corpo. Este efeito pode ocasionar: • Mudança da concentração de sais minerais, produzindo desequilíbrio, gerando mal funcionamento de outros elementos; • Aglutinação de sais, produzindo bolinhas que provocam coágulos no sangue. Estes coágulos aumentam ou se aglutinam com outros, aumentando o tamanho, provocando trombose nas artérias, veias, vasos, etc..com a conseqüente morte da pessoa. Perda da coordenação motora Choque pode prejudicar a coordenação motora da pessoa, principalmente por: • Atrofia muscular; • Danos neurológicos; • Choque elétrico, superposto ao sinal transmissor natural do corpo, provoca uma pane geral, advindo daí toda a sorte de riscos e seqüelas diversas, com possível perda de sensibilidade e coordenação motora. Danos no Cérebro Muitos acidentes ocorrem com choque na parte superior da cabeça e a corrente passando através do cérebro, pode produzir efeitos diversos, com seqüelas graves, inclusive a morte. Os efeitos são: • Inibição do cérebro; • Dessincronização nos seus comandos; • Edema; • Isquemia; • Aquecimento; • Dilatação. No caso da isquemia as seqüelas podem ser: • Perda da memória; • Perda do raciocínio; • Perda da fala; • Comprometimento nos movimentos; • Perda da visão; O choque na cabeça ou pescoço, inevitavelmente atingirá o bulbo, produzindo conseqüências no centro cárdio-respiratório. Danos na Visão Os danos, decorrentes do choque, causados no olho humano, podem ser diretos ou indiretos. E pode prejudicar a visão. Danos Renais A corrente elétrica, ao passar pelos rins pode comprometer o funcionamento deste órgão, geralmente produzindo os seguintes efeitos: • Insuficiência renal; • Enuresia (incontinência urinária) Os problemas renais geralmente aparecem depois de um certo tempo, ficando difícil fazer a correlação do efeito com choque elétrico. Estado de saúde da pessoa É claro que a reação do corpo humano ao choque vai depender do estado de saúde da vítima. • Estado físico; • Estado psicológico; • Idade, tamanho, peso, sexo, etc..FIBRILAÇÃO VENTRICULAR • Na fibrilação ventricular as fibras musculares do coração ficam tremulando desordenadamente • Os batimentos do coração ficam numa freqüência variável na faixa de 170 a 300 batimentos por minuto •A pressão arterial cai a zero, a pessoa desfalece, ocorrendo conjuntamente a parada respiratória, ficando a vítima em estado de morte aparente. CARACTERÍSTICAS DO DESFIBRILADOR Capacitância varia de 10 a 50μF Tensão armazenada de 2 a 9 kV Corrente inicial de descarga de 1 a 30 A Tempo de duração da corrente 10 ms (1/10 do tempo da piscada do olho humano) CASO DE ACIDENTE-1 EXEMPLO DE CAUSA DIRETA ILUSTRAÇÕES ILUSTRAÇÕES ILUSTRAÇÕES ILUSTRAÇÕES CASO DE ACIDENTE-2 EXEMPLO DE CAUSA INDIRETA Um acidente de trânsito... Imagine a situação: Alguém dirigindo um carro numa estrada calma, perto das 8:00h, num dia de sol... De repente, alguma coisa “desconhecida” acontece e o motorista perde o controle, sobra em uma curva e bate num poste de energia... OUTRO ACIDENTE ILUSTRAÇÕES