¿Por qué meter los dedos en un tomacorriente puede matarte?

En Europa, la regla general es que 60 V CC es seguro para el contacto casual con conductores vivos. Lea lo que dice el IEC: -

La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha emitido varios informes sobre seguridad eléctrica. El informe IEC “Instalaciones eléctricas de edificios” (IEC 60634-4-41:2001) especifica que para los circuitos sin conexión a tierra “si la tensión nominal no supera los 25 V acrms [35 VPEAK] o 60 V dc sin ondulación, la protección contra la tensión directa el contacto es generalmente innecesario; sin embargo, puede ser necesario bajo ciertas condiciones de influencias externas (bajo consideración).” Para los circuitos conectados a tierra, la IEC considera que la protección es innecesaria cuando “la tensión nominal no supera los 25 V acrms o los 60 V CC sin ondulación, cuando el equipo se usa normalmente solo en lugares secos y no se permite el contacto de grandes áreas de partes activas con el cuerpo humano”. esperado; 6 V acrms [8,5 VPEAK] o 15 V CC sin ondulación en todos los demás casos”.

Extracto tomado de este documento.

En general, no se cree que el tipo de nivel de voltaje del que se habla en el extracto rompa lo suficiente la "alta resistencia de la superficie" de la piel, PERO, los voltajes de la red eléctrica son letales porque SÍ rompen la resistencia de la superficie y luego solo tienes la resistencia interna del cuerpo y esto es sólo unos pocos cientos de ohmios. Con (digamos) 220 V CA aplicados, la corriente puede ser superior a 100 mA y esto es realmente problemático: -

NUEVA SECCIÓN:

Un tema derivado interesante y relacionado es el efecto bien conocido de un cuerpo humano que daña los circuitos electrónicos por descarga estática. El cuerpo humano se modela como una capacitancia a tierra de aproximadamente 100 pF. Esta capacitancia se carga hasta varios kV y la ruta de descarga en la electrónica bajo prueba es a través de una resistencia limitadora de corriente.

Una cosa importante a tener en cuenta es que, a menos que el cuerpo humano se conecte directamente a tierra (una situación más rara de lo normal), el flujo de corriente debido al contacto con un cable vivo está algo limitado por esta capacitancia.

Este documento titulado "Medidas sobre la capacitancia del cuerpo humano: configuración teórica y experimental" concluye que alrededor de 160 pF es la capacitancia del cuerpo humano en el siguiente experimento: -

Así que si lo conectamos a 220V 60Hz, 160 pF tiene una impedancia de 16,6 Mohms (reactiva) y provocaría una corriente reactiva de unos 13,3 uA. No creo que los efectos capacitivos vayan a ser muy significativos.

Desafortunadamente, la resistencia de 100 kohms solo es cierta en algunas condiciones. Primero, también tiene capacitancia de piel, por lo que conducirá CA mejor que CC. En segundo lugar, la propia resistencia de la piel no es constante con el voltaje incluso en CC; baja a medida que sube el voltaje. Y tercero, existe una variación con la humedad de la piel, incluso de persona a persona. Buscaré algunas referencias para estos hechos que reproduje de memoria.

Eche un vistazo a este libro Bio-Medical CMOS ICs para obtener más detalles de los que espero transmitir aquí.

El tema es complicado porque la capacitancia de la piel depende principalmente de su grosor, pero la resistencia de la piel varía principalmente con la cantidad de conductos de sudor y qué tan llenos están. Por lo tanto, puede tener un área con baja capacitancia debido a la piel gruesa, pero que aún se comporta bien si tiene una alta concentración de conductos sudoríparos.

Las cifras típicas dadas son 0.02-0.06uF/cm^2 para la capacitancia de la piel (pero también se dice que varían en un orden de magnitud entre las diferentes áreas del cuerpo). Para la resistencia (que va en paralelo con esa capacitancia) es mucho más difícil fijar un número porque varía significativamente incluso en la misma persona y la misma área a lo largo del tiempo:

Otro libro da un rango de 60 a 1200kOhm/cm^2... que es un rango enorme [depende del área del cuerpo y de la persona]. (Tenga en cuenta que esto disminuye para áreas más grandes porque las resistencias en paralelo tienen menos resistencia). Además, dice que si el voltaje supera los 150 V, se produce una ruptura dieléctrica en la piel, lo que reduce más la resistividad. Para contacto seco de conexión mano a mano a 125 V (CA, supongo), dan 1125 a 2875 ohmios como el rango de percentil del 5% al ​​95% con una media de 1625 ohmios. Esto es mucho más bajo de lo que has adivinado. Estos son los datos típicos en los que IEC basa sus recomendaciones de seguridad:

Como usted mismo dijo, 2.2 mA fluirán en su ejemplo. Eso es mucha corriente dentro de tu cuerpo. En el mejor de los casos, será doloroso y puede matarlo fácilmente si atraviesa un órgano vital como el corazón.

Conectar dos dedos de la misma mano a las clavijas del enchufe sería simplemente estúpido, doloroso y causaría lesiones. La conexión entre dos dedos de manos opuestas puede ser letal.

Y esto supone una resistencia total de la piel de 100 kΩ. Ese es un número plausible cuando sus manos están bastante secas, pero también es posible una resistencia mucho menor.

No vayas a meter los dedos en los enchufes eléctricos.

Si decide hacerlo de todos modos, informe primero a la gente de los premios Darwin para que pueda ser reconocido póstumamente.

Eso es correcto, pero tu piel no siempre es de 100k, la resistencia varía mucho . Y no se necesitan muchos mA para matarlo, si fluye por el lugar correcto (incorrecto).

Mmm. Iré a buscar fuentes (tenía algunas cuando daba clases en laboratorios hace décadas y de todos modos debería encontrar algunas para el próximo mes), pero lo que recuerdo es que la región más peligrosa para el shock (que se relaciona principalmente con la conducción a través del corazón, ya que la sangre es donde se encuentran la mayoría de los electrolitos y la mayor parte de la conducción interna sigue los vasos sanguíneos) está entre 10 mA y 1 amperio o 100 mA.

Esta era una lectura obligatoria para mi trabajo en un laboratorio de alto voltaje, al igual que la encantadora historia de cuántas paredes sólidas de concreto podría atravesar un cilindro de 3000 PSI A si no lo encadenabas a la pared, y la válvula se rompía cuando se cayó

Creo que la afirmación de Olin de que 2,2 mA en el corazón es letal se derrumba, siendo la mitad de lo que los GFCI están configurados para activar (5 mA, al menos las versiones de EE. UU.). Ese nivel es la mitad del extremo inferior del rango más peligroso, no más del doble de lo que se necesitaría para matarlo, o no tendría mucho sentido en los GFCI. El "modelo corporal de baja resistencia de la piel" también es de donde provienen los voltajes "seguros", basados ​​en la corriente potencial a través del corazón IIRC. No, no me ofrezco para probarlo (aunque lo he hecho involuntariamente una o dos veces y he tenido suerte), pero creo que saber con más o menos precisión lo que está pasando es mejor que infundir miedo. No meta los dedos en los enchufes, pero hágalo porque la resistencia de su piel no es un número fijo en el que pueda confiar. especialmente si se corta el dedo con una parte afilada de la salida; y es estúpido meter el dedo en un tomacorriente, que en realidad debería ser suficiente por sí solo.

Por debajo de 10 mA, se afirma que la corriente es insuficiente para causar fibrilación (un ataque de calor inducido y la principal causa de muerte por electrocución). Por encima del extremo superior, la corriente es suficiente para detener/bloquear el corazón, y es más probable que se reinicie que en la "región más peligrosa", aunque puede haber otros efectos secundarios negativos, como quemaduras dentro de los vasos sanguíneos; aquí suele ser donde aterrizan las personas que sobreviven a los rayos, IIRC.

Como ya se mencionó, la resistencia de la piel es MUY variable y el sudor (más o menos agua salada) tiene una gran influencia. Los cortes lo eliminan por completo.

En cuanto al marcapasos de 47 uA de WRB, afirmo que el marcapasos podría ser un trato bastante diferente que cualquier fuente normal de descarga, o de hecho hubo un error allí.

Puede que mi memoria sea un poco pesimista:

Este reclama un umbral mucho más alto (10X): https://www.physics.ohio-state.edu/~p616/safety/fatal_current.html

Este menciona 6-9 mA como el umbral de "congelación" (espasmos) de los músculos, lo que por supuesto conduce a esa deliciosa condición de "no puedo dejarlo ir", pero también llega más alto a la muerte: http://www.elcosh. org/document/1624/888/d000543/section2.html

Este entra en el ejemplo con la variación de la resistencia de la piel e incluye "5 mA como la corriente máxima generalmente considerada 'inofensiva'": http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.html

Quizás le interese esta descripción de la resistencia de la piel . Tenga en cuenta que la resistencia de la piel puede rondar los 1000 ohmios cuando está mojado. Asimismo, las quemaduras eléctricas hacen que la resistencia local de la piel disminuya, por lo que puede contribuir. "La conductancia de la piel puede aumentar en varios órdenes de magnitud en milisegundos". Fuente

También es importante tener en cuenta que el camino actual tiene que incluir el corazón o los pulmones para causar la muerte inmediata, y así el otrodebe tenerse en cuenta el punto de contacto, generalmente la otra mano o los pies (de pie en condiciones húmedas). Si el entorno está mojado, parece probable que los dedos en contacto también estén mojados. El corazón es bastante sensible a la corriente que se le aplica directamente, y las corrientes de menos de 1 mA se consideran peligrosas. Los estándares actuales tienen esto en cuenta en las certificaciones para equipos médicos, pero recuerdo que a mediados de los años 60 leí un caso de accidente con un marcapasos alimentado externamente (conexión a tierra incorrecta de la fuente de alimentación y el paciente tocó un marco de cama de metal conectado a tierra) que fue letal a 47 uA . Las discusiones netas de microshock parecen estar convencidas de que tales casos son apócrifos, pero mantengo mi memoria. Aunque el artículo original puede haber sido un error.

Estás cometiendo dos errores aquí.

Primero, la corriente debe entrar y salir: si la resistencia de la piel es de 100k y está tocando tierra en algún lugar, en realidad está mirando solo 1.1ma. Lo sentirás pero no te hará daño. (De hecho, sentí esto cuando intenté tapar una verruga de la pared en una posición muy incómoda y, de alguna manera, sin saberlo, toqué ambos lados del enchufe cuando pensé que estaba agarrando el cuerpo de la verruga). (Si no está tocando una tierra en cualquier lugar y usa solo una mano, la corriente no fluirá en absoluto y no te lastimarás. Es por eso que a veces ves profesionales trabajando en un circuito vivo y viviendo para contarlo. ¡Deja esas cosas a los profesionales!)

En segundo lugar, básicamente estás apostando tu vida a que la resistencia de la piel es realmente de 100k. Eso puede cambiar drásticamente si su piel está un poco mojada y suponga que hay una pequeña rebaba en lo que sea que tocó que se clavó muy levemente en su piel, eso reducirá la resistencia.