Lesión eléctrica - Electrical injury

Lesión eléctrica
Otros nombres Choque eléctrico
Lesión por rayo.jpg
Lesión por rayo causada por un rayo cercano . El ligero enrojecimiento ramificado (a veces llamado figura de Lichtenberg ) que sube por la pierna fue causado por los efectos de la corriente.
Especialidad Medicina de emergencia
Complicaciones Quemaduras , rabdomiólisis , paro cardíaco , fracturas óseas
Frecuencia > 30.000 por año (EE. UU.)
Fallecidos ~ 1,000 por año (EE. UU.)

La lesión eléctrica es una reacción fisiológica causada por la corriente eléctrica que atraviesa el cuerpo. La lesión depende de la densidad de la corriente, la resistencia del tejido y la duración del contacto. Las corrientes muy pequeñas pueden ser imperceptibles o producir una ligera sensación de hormigueo. Una descarga provocada por una corriente baja e inofensiva podría asustar a una persona y causarle lesiones debido a sacudidas o caídas. Las corrientes más fuertes pueden causar cierto grado de malestar o dolor, mientras que las corrientes más intensas pueden inducir contracciones musculares involuntarias, lo que impide que la persona se libere de la fuente de electricidad. Corrientes aún mayores resultan en daño tisular y pueden desencadenar fibrilación ventricular o paro cardíaco . Las consecuencias de las lesiones por electricidad pueden incluir amputaciones, fracturas óseas y lesiones ortopédicas y musculoesqueléticas. Si la muerte es el resultado de una descarga eléctrica, la causa de la muerte generalmente se conoce como electrocución .

La lesión eléctrica ocurre cuando una parte del cuerpo entra en contacto con la electricidad que hace que pase una corriente suficiente a través del tejido de la persona. El contacto con cables o dispositivos energizados es la causa más común. En casos de exposición a altos voltajes , como en una torre de transmisión de energía , el contacto directo puede no ser necesario ya que el voltaje puede "saltar" el espacio de aire al dispositivo eléctrico.

Después de una lesión eléctrica causada por la corriente doméstica, si una persona no tiene síntomas, no tiene problemas cardíacos subyacentes y no está embarazada, no se requieren más pruebas. De lo contrario, se puede realizar un electrocardiograma , análisis de sangre para controlar el corazón y análisis de orina para detectar signos de degradación muscular.

El tratamiento puede incluir reanimación , analgésicos, tratamiento de heridas y monitorización cardíaca. Las lesiones eléctricas afectan a más de 30.000 personas al año en los Estados Unidos y provocan alrededor de 1.000 muertes.

Signos y síntomas

Quemaduras

Quemadura de segundo grado después de un accidente con una línea de alta tensión

El calentamiento debido a la resistencia puede causar quemaduras extensas y profundas . Cuando se aplica en la mano, la electricidad puede provocar una contracción muscular involuntaria, lo que produce el fenómeno de "no soltarse" y aumenta el riesgo de quemaduras graves. Los niveles de voltaje de 500 a 1000 voltios tienden a causar quemaduras internas debido a la gran energía (que es proporcional a la duración multiplicada por el cuadrado del voltaje dividido por la resistencia) disponible de la fuente. El daño debido a la corriente es por calentamiento del tejido y / o lesión por electroporación. Para la mayoría de los casos de traumatismo eléctrico de alta energía, el calentamiento de Joule en los tejidos más profundos a lo largo de la extremidad alcanzará temperaturas dañinas en unos pocos segundos.

La fibrilación ventricular

Un voltaje de suministro eléctrico doméstico (110 o 230 V), 50 o 60 Hz de corriente alterna (CA) a través del pecho durante una fracción de segundo puede inducir fibrilación ventricular a corrientes tan bajas como 30 miliamperios (mA). Con corriente continua (CC), se requieren de 300 a 500 mA. Si la corriente tiene una vía directa al corazón (p. Ej., A través de un catéter cardíaco u otro tipo de electrodo ), una corriente mucho más baja de menos de 1 mA (CA o CC) puede causar fibrilación. Si no se trata de inmediato mediante desfibrilación , la fibrilación suele ser letal porque todas las fibras del músculo cardíaco se mueven de forma independiente en lugar de en los pulsos coordinados necesarios para bombear sangre y mantener la circulación. Por encima de 200 mA, las contracciones musculares son tan fuertes que los músculos del corazón no pueden moverse en absoluto, pero estas condiciones previenen la fibrilación.

Efectos neurologicos

La corriente eléctrica puede causar interferencia con el control nervioso, especialmente sobre el corazón y los pulmones. Se ha demostrado que una descarga eléctrica que no conduce a la muerte causa neuropatía en el lugar por donde la corriente ingresó al cuerpo. Los síntomas neurológicos de la lesión eléctrica pueden ocurrir de inmediato, que tradicionalmente tienen una mayor probabilidad de curación, aunque también pueden retrasarse de días a años. Las consecuencias neurológicas tardías de la lesión eléctrica tienen peor pronóstico .

Cuando el parche de corriente eléctrica pasa a través de la cabeza, parece que, con la suficiente corriente aplicada, la pérdida del conocimiento casi siempre ocurre rápidamente. (Esto se ve confirmado por una auto-experimentación limitada de los primeros diseñadores de la silla eléctrica y por la investigación del campo de la cría de animales , donde el aturdimiento eléctrico se ha estudiado extensamente).

Si se produce fibrilación ventricular (como se indicó anteriormente), el suministro de sangre al cerebro disminuye, lo que puede causar hipoxia cerebral (y sus consecuencias neurológicas asociadas).

Salud mental

Existe una variedad de efectos psiquiátricos que pueden ocurrir como resultado de lesiones eléctricas. También pueden ocurrir cambios de comportamiento, incluso si el camino de la corriente eléctrica no pasó a través de la cabeza. Los síntomas pueden incluir:

  • Depresión , incluidos sentimientos de baja autoestima y culpa
  • Trastornos del espectro de ansiedad , incluido el trastorno por estrés postraumático y el miedo a la electricidad.
  • Mal humor, incluido un umbral más bajo para la frustración y "perder los estribos"
  • Pérdida de memoria, disminución de la capacidad de atención y dificultad para aprender

Peligros de arco eléctrico

OSHA encontró que hasta el 80 por ciento de sus lesiones eléctricas involucran quemaduras térmicas debido a fallas de arco. El arco eléctrico en una falla eléctrica produce el mismo tipo de radiación de luz de la que los soldadores eléctricos se protegen usando pantallas faciales con vidrio oscuro, guantes de cuero grueso y ropa de cobertura total. El calor producido puede provocar quemaduras graves, especialmente en la carne desprotegida. La onda expansiva producida por la vaporización de componentes metálicos puede romper huesos y dañar órganos internos. El grado de peligro presente en una ubicación particular puede determinarse mediante un análisis detallado del sistema eléctrico y la protección adecuada que se use si el trabajo eléctrico debe realizarse con la electricidad encendida.

Fisiopatología

La corriente mínima que puede sentir un ser humano depende del tipo de corriente ( CA o CC ) y de la frecuencia de CA. Una persona puede sentir al menos 1 mA ( rms ) de CA a 60 Hz, mientras que al menos 5 mA para CC. Aproximadamente a 10 mA, la corriente alterna que pasa por el brazo de un ser humano de 68 kilogramos (150 libras) puede provocar contracciones musculares potentes; la víctima no puede controlar los músculos voluntariamente y no puede soltar un objeto electrificado. Esto se conoce como el "umbral de liberación" y es un criterio de riesgo de descarga en las regulaciones eléctricas.

La corriente puede, si es lo suficientemente alta y se suministra a un voltaje suficiente, causar daño tisular o fibrilación que puede causar un paro cardíaco; más de 30 mA de CA (rms, 60 Hz) o 300 - 500 mA de CC a alto voltaje pueden causar fibrilación. Una descarga eléctrica sostenida de CA a 120 V , 60 Hz es una fuente especialmente peligrosa de fibrilación ventricular porque generalmente excede el umbral de liberación, sin entregar suficiente energía inicial para alejar a la persona de la fuente. Sin embargo, la posible gravedad del choque depende de las trayectorias a través del cuerpo que tomen las corrientes. Si el voltaje es menor de 200 V, entonces la piel humana, más precisamente el estrato córneo , es el principal contribuyente a la impedancia del cuerpo en el caso de un macroshock , el paso de corriente entre dos puntos de contacto en la piel. Sin embargo, las características de la piel no son lineales. Si el voltaje es superior a 450–600 V, se produce una ruptura dieléctrica de la piel. La protección que ofrece la piel disminuye con la transpiración , y esta se acelera si la electricidad hace que los músculos se contraigan por encima del umbral de relajación durante un período de tiempo prolongado.

Si se establece un circuito eléctrico mediante electrodos introducidos en el cuerpo, sin pasar por la piel, entonces el potencial de letalidad es mucho mayor si se establece un circuito a través del corazón. Esto se conoce como microshock . Corrientes de solo 10  µ A pueden ser suficientes para causar fibrilación en este caso con una probabilidad del 0,2%.

Resistencia corporal

Voltaje 5% 50% 95%
25 V 1.750 Ω 3250 Ω 6.100 Ω
100 V 1200 Ω 1.875 Ω 3200 Ω
220 V 1000 Ω 1.350 Ω 2.125 Ω
1000 V 700 Ω 1.050 Ω 1500 Ω

El voltaje necesario para la electrocución depende de la corriente que atraviesa el cuerpo y la duración de la corriente. La ley de Ohm establece que la corriente consumida depende de la resistencia del cuerpo. La resistencia de la piel humana varía de persona a persona y fluctúa entre diferentes momentos del día. El NIOSH afirma que "En condiciones secas, la resistencia que ofrece el cuerpo humano puede llegar a los 100.000 ohmios. La piel húmeda o rota puede reducir la resistencia del cuerpo a 1.000 ohmios", y agrega que "la energía eléctrica de alto voltaje descompone rápidamente la piel humana , reduciendo la resistencia del cuerpo humano a 500 ohmios ".

La Comisión Electrotécnica Internacional proporciona los siguientes valores para la impedancia corporal total de un circuito mano a mano para piel seca, áreas de contacto grandes, corrientes de CA de 50 Hz (las columnas contienen la distribución de la impedancia en el percentil de población ; por ejemplo, a 100 V 50% de la población tenía una impedancia de 1875Ω o menos):

Piel

La característica de voltaje-corriente de la piel humana no es lineal y depende de muchos factores como la intensidad, la duración, el historial y la frecuencia del estímulo eléctrico. La actividad de las glándulas sudoríparas, la temperatura y la variación individual también influyen en la característica de voltaje-corriente de la piel. Además de la no linealidad, la impedancia de la piel presenta propiedades asimétricas y variables en el tiempo. Estas propiedades se pueden modelar con una precisión razonable. Las mediciones de resistencia realizadas a bajo voltaje con un ohmímetro estándar no representan con precisión la impedancia de la piel humana en un rango significativo de condiciones.

Para la estimulación eléctrica sinusoidal de menos de 10 voltios, la característica de voltaje-corriente de la piel es cuasilineal. Con el tiempo, las características eléctricas pueden volverse no lineales. El tiempo requerido varía de segundos a minutos, según el estímulo, la ubicación de los electrodos y las características individuales.

Entre 10 voltios y aproximadamente 30 voltios, la piel exhibe características eléctricas no lineales pero simétricas. Por encima de 20 voltios, las características eléctricas son simétricas y no lineales. La conductancia de la piel puede aumentar en varios órdenes de magnitud en milisegundos. Esto no debe confundirse con la ruptura dieléctrica , que ocurre a cientos de voltios. Por estas razones, el flujo de corriente no se puede calcular con precisión simplemente aplicando la ley de Ohm utilizando un modelo de resistencia fija.

Punto de entrada

  • Macroshock : Corriente a través de la piel intacta y a través del cuerpo. Es probable que la corriente de un brazo a otro, o entre un brazo y un pie, atraviese el corazón, por lo que es mucho más peligrosa que la corriente entre una pierna y el suelo. Este tipo de choque, por definición, debe pasar al cuerpo a través de la piel.
  • Microshock : fuente de corriente muy pequeña con una vía conectada directamente al tejido cardíaco. Se requiere que la descarga se administre desde el interior de la piel, directamente al corazón, es decir, un cable de marcapasos o un cable guía, catéter conductor, etc. conectado a una fuente de corriente. Este es un peligro en gran parte teórico, ya que los dispositivos modernos utilizados en estas situaciones incluyen protecciones contra tales corrientes.

Letalidad

Electrocución

El primer uso del término "electrocución" citado por el Oxford English Dictionary fue una referencia de un periódico de 1889 al método de ejecución que se estaba considerando en ese momento. Poco después, en 1892, el término se utilizó en Science para referirse genéricamente a la muerte o lesiones causadas por la electricidad.

Factores de la letalidad de una descarga eléctrica

Gráfico log-log del efecto de la corriente alterna I de duración T que pasa de la mano izquierda a los pies como se define en la publicación IEC 60479-1.
AC-1: imperceptible
AC-2: perceptible pero sin reacción muscular
AC-3: contracción muscular con efectos reversibles
AC-4: posibles efectos irreversibles
AC-4.1: hasta un 5% de probabilidad de fibrilación ventricular
AC-4.2: 5-50% probabilidad de fibrilación
AC-4.3: más del 50% de probabilidad de fibrilación

La letalidad de una descarga eléctrica depende de varias variables:

  • Actual. Cuanto mayor sea la corriente, más probabilidades habrá de que sea letal. Dado que la corriente es proporcional al voltaje cuando la resistencia es fija ( ley de ohmios ), el alto voltaje es un riesgo indirecto de producir corrientes más altas.
  • Duración. Cuanto mayor sea la duración, es más probable que sea letal; los interruptores de seguridad pueden limitar el tiempo de flujo de corriente
  • Ruta. Si la corriente fluye a través del músculo cardíaco, es más probable que sea letal.
  • Alto voltaje (más de aproximadamente 600 voltios). Además de un mayor flujo de corriente, el alto voltaje puede causar una ruptura dieléctrica en la piel, lo que reduce la resistencia de la piel y permite un mayor flujo de corriente.
  • Implantes médicos . Los marcapasos cardíacos artificiales o los desfibriladores automáticos implantables (ICD) son sensibles a corrientes muy pequeñas.
  • Condición médica preexistente.
  • Edad y sexo.

Otros problemas que afectan la letalidad son la frecuencia , que es un problema que causa un paro cardíaco o espasmos musculares. La corriente eléctrica de muy alta frecuencia causa quemaduras en los tejidos, pero no penetra en el cuerpo lo suficiente como para causar un paro cardíaco (ver electrocirugía ). También es importante la vía: si la corriente pasa por el pecho o la cabeza, existe una mayor probabilidad de muerte. Desde un circuito principal o un panel de distribución de energía, es más probable que el daño sea interno, lo que lleva a un paro cardíaco . Otro factor es que el tejido cardíaco tiene una cronaxia (tiempo de respuesta) de aproximadamente 3 milisegundos, por lo que la electricidad a frecuencias superiores a aproximadamente 333 Hz requiere más corriente para causar fibrilación que la requerida a frecuencias más bajas.

La comparación entre los peligros de la corriente alterna a frecuencias típicas de transmisión de energía (es decir, 50 o 60 Hz) y la corriente continua ha sido un tema de debate desde la guerra de las corrientes en la década de 1880. Los experimentos con animales realizados durante este tiempo sugirieron que la corriente alterna era aproximadamente el doble de peligrosa que la corriente continua por unidad de flujo de corriente (o por unidad de voltaje aplicado).

A veces se sugiere que la letalidad humana es más común con corriente alterna de 100 a 250 voltios; sin embargo, la muerte ha ocurrido por debajo de este rango, con suministros tan bajos como 42 voltios. Suponiendo un flujo de corriente constante (a diferencia de un choque de un capacitor o de electricidad estática ), los choques por encima de los 2.700 voltios suelen ser fatales, y los de más de 11.000 voltios suelen ser fatales, aunque se han observado casos excepcionales. Según un cómic del Libro Guinness de los Récords Mundiales , Brian Latasa, de diecisiete años, sobrevivió a una descarga de 230.000 voltios en la torre de una línea de voltaje ultra alto en Griffith Park , Los Ángeles, el 9 de noviembre de 1967. declaró que fue "sacudido por el aire y aterrizó al otro lado de la línea", y aunque fue rescatado por los bomberos, sufrió quemaduras en más del 40% de su cuerpo y quedó completamente paralizado excepto por los párpados. El choque con el voltaje más alto reportado sobrevivido fue el de Harry F. McGrew, quien entró en contacto con una línea de transmisión de 340,000 voltios en Huntington Canyon, Utah.

Prevención

Epidemiología

Hubo 550 electrocuciones reportadas en los Estados Unidos en 1993, 2.1 muertes por millón de habitantes. En ese momento, la incidencia de electrocuciones estaba disminuyendo. Las electrocuciones en el lugar de trabajo constituyen la mayoría de estas muertes. Entre 1980 y 1992, un promedio de 411 trabajadores murieron cada año por electrocución. Las muertes en el lugar de trabajo causadas por la exposición a la electricidad en los EE. UU. Aumentaron en casi un 24% entre 2015 y 2019, de 134 a 166. Sin embargo, las lesiones eléctricas en el lugar de trabajo disminuyeron un 23% entre 2015 y 2019 de 2.480 a 1.900. En 2019, los 5 estados principales con más muertes por electricidad en el lugar de trabajo fueron: (1) Texas (608); (2) California (451); (3) Florida (306); (4) Nueva York (273); y (5) Georgia (207).

Un estudio reciente realizado por el Sistema Nacional de Información de Forenses (NCIS) en Australia ha revelado trescientos veintiún (321) casos mortales cerrados (y al menos 39 casos mortales aún bajo investigación coronial) que se habían informado a médicos forenses australianos donde una persona murió por electrocución entre julio de 2000 y octubre de 2011.

En Suecia, Dinamarca, Finlandia y Noruega, el número de muertes por electricidad por millón de habitantes fue de 0,6, 0,3, 0,3 y 0,2, respectivamente, en los años 2007-2011.

Las personas que sobreviven a un traumatismo eléctrico pueden sufrir una serie de lesiones que incluyen pérdida del conocimiento, convulsiones, afasia, alteraciones visuales, dolores de cabeza, tinnitus, paresia y alteraciones de la memoria. Incluso sin quemaduras visibles, los sobrevivientes de descargas eléctricas pueden enfrentar dolores y molestias musculares a largo plazo, fatiga, dolor de cabeza, problemas con la conducción y sensación de los nervios periféricos, equilibrio y coordinación inadecuados, entre otros síntomas. La lesión eléctrica puede provocar problemas con la función neurocognitiva, lo que afecta la velocidad del procesamiento mental, la atención, la concentración y la memoria. La alta frecuencia de problemas psicológicos está bien establecida y puede ser multifactorial. Al igual que con cualquier experiencia traumática y potencialmente mortal, la lesión eléctrica puede resultar en trastornos psiquiátricos postraumáticos. Existen varios institutos de investigación sin fines de lucro que coordinan estrategias de rehabilitación para sobrevivientes de lesiones eléctricas al conectarlos con médicos que se especializan en el diagnóstico y tratamiento de varios traumas que surgen como resultado de una lesión eléctrica.

Usos deliberados

Usos médicos

La descarga eléctrica también se usa como terapia médica, bajo condiciones cuidadosamente controladas:

Entretenimiento

Máquina electrizante en Musée Mécanique que realmente funciona con vibración

Las descargas eléctricas suaves también se utilizan para el entretenimiento, especialmente como una broma, por ejemplo, en dispositivos como un bolígrafo o un chicle impactantes . Sin embargo, los dispositivos como un zumbador y la mayoría de las otras máquinas en los parques de atracciones de hoy en día solo usan vibraciones que se sienten como una descarga eléctrica para alguien que no lo espera.

También se utiliza de forma entretenida para la estimulación sexual. Esto generalmente se hace mediante el uso de un electroestimulador erótico que induce la electroestimulación erótica . Estos dispositivos pueden incluir una varita violeta , estimulación nerviosa eléctrica transcutánea , estimulación muscular eléctrica y unidades diseñadas para jugar.

Vigilancia y defensa personal

Armas de electrochoque son incapacitantes armas utilizadas para someter a una persona mediante la administración de una descarga eléctrica para interrumpir superficiales musculares funciones. Un tipo es un dispositivo de energía conductora (CED), una pistola de electrochoque conocida popularmente por el nombre de marca " Taser ", que dispara proyectiles que administran el choque a través de un cable delgado y flexible. Aunque son ilegales para uso personal en muchas jurisdicciones, las armas Taser se han comercializado al público en general. Otras armas de electrochoque, como pistolas paralizantes, bastones paralizantes ("picanas para ganado") y cinturones de electrochoque, administran una descarga eléctrica por contacto directo.

Las cercas eléctricas son barreras que utilizan descargas eléctricas para disuadir a los animales o las personas de cruzar un límite. El voltaje de la descarga puede tener efectos que van desde incómodos hasta dolorosos o incluso letales. La mayoría de las cercas eléctricas se usan hoy en día para cercas agrícolas y otras formas de control de animales, aunque se usan con frecuencia para mejorar la seguridad de áreas restringidas, y existen lugares donde se usan voltajes letales.

Tortura

Las descargas eléctricas se utilizan como método de tortura , ya que el voltaje y la corriente recibidos pueden controlarse con precisión y utilizarse para causar dolor y miedo sin siempre dañar visiblemente el cuerpo de la víctima.

La tortura eléctrica se ha utilizado en la guerra y por regímenes represivos desde la década de 1930. Se sabe que el ejército de los Estados Unidos utilizó la tortura eléctrica durante la Segunda Guerra Mundial . Durante la guerra de Argelia, las fuerzas militares francesas utilizaron la tortura eléctrica. Amnistía Internacional publicó una declaración de que las fuerzas militares rusas en Chechenia torturaron a las mujeres locales con descargas eléctricas colocándoles cables en el pecho.

La parrilla ( Español de 'parrilla') es un método de tortura mediante el cual la víctima es atado a un marco metálico y se sometió a una descarga eléctrica. Se ha utilizado en varios contextos en América del Sur. La parrilla se usaba comúnmente en Villa Grimaldi , un complejo carcelario mantenido por la Dirección de Inteligencia Nacional , parte del régimen de Pinochet . En la década de 1970, durante la Guerra Sucia , la parrilla se utilizó en Argentina. Francisco Tenório Júnior (conocido como Tenorinho), un pianista brasileño, fue sometido a la parrilla durante la dictadura militar en Brasil .

Los defensores de los enfermos mentales y algunos psiquiatras como Thomas Szasz han afirmado que la terapia electroconvulsiva (TEC) es una tortura cuando se usa sin un beneficio médico genuino contra pacientes recalcitrantes o que no responden.

El Centro Judge Rotenberg en Canton , Massachusetts ha sido condenado por tortura por el relator especial de las Naciones Unidas sobre la tortura por el uso de descargas eléctricas como castigo como parte de su programa de modificación de conducta .

El asesino en serie japonés Futoshi Matsunaga usó descargas eléctricas para controlar a sus víctimas.

Pena capital

Las descargas eléctricas generadas por una silla eléctrica se utilizan a veces como un medio oficial de pena capital en los Estados Unidos, aunque su uso se ha vuelto poco común en los últimos tiempos. Aunque algunos defensores originales de la silla eléctrica consideraban que era un método de ejecución más humano que ahorcar, disparar, aplicar gas venenoso, etc., ahora en general ha sido reemplazado por inyecciones letales en los estados que practican la pena capital. Los informes modernos han afirmado que a veces se necesitan varias descargas para ser letales y que la persona condenada puede incendiarse antes de morir.

Aparte de algunas partes de los Estados Unidos , sólo Filipinas, según se informa, ha utilizado este método, desde 1926 hasta 1976. Fue reemplazado intermitentemente por el pelotón de fusilamiento , hasta que se abolió la pena de muerte en ese país. La electrocución sigue siendo legal en al menos 5 estados (Virginia, Florida, Alabama, Carolina del Norte y Kentucky) de los Estados Unidos.

Ver también

Referencias

Fuentes citadas

enlaces externos

Clasificación