¿Cómo evita el calzado aislante una descarga eléctrica?

Question

La razón que siempre he oído para explicar la reducción de las descargas eléctricas cuando llevamos calzado aislante es la siguiente:

Cuando la electricidad pasa de nuestro cuerpo a la tierra, se completa un circuito eléctrico. Esto da lugar a un flujo de cargas que provoca una descarga eléctrica. Sin embargo, un aislante hace que este circuito se abra al no permitir el paso de la corriente.

Pero cuando las cargas entran en nuestro cuerpo, aunque no fluyan y vayan al interior de la tierra, siguen estando presentes en nuestro cuerpo, ¿verdad? Si hay un exceso de electrones, deberíamos sentir la presencia de los electrones adicionales independientemente de que esos electrones fluyan por nuestro cuerpo o no.

¿En qué me estoy equivocando?

Answer 1

Si tienes un exceso de electrones en tu cuerpo, puede que se te pongan los pelos de punta y te sientas un poco negativo (no he podido evitar ese juego de palabras), y probablemente debas evitar tocar a las personas o los objetos metálicos si no quieres recibir una descarga estática, pero aparte de eso, es prácticamente inofensivo. El verdadero peligro viene de que fluye electrones. Dado que el cuerpo funciona básicamente con impulsos eléctricos con corrientes y voltajes muy pequeños, incluso una pequeña cantidad de corriente que fluya a través de nosotros podría causar un daño drástico. Cuando tienes muchos electrones fluyendo a través de ti, podrían causar todo tipo de caos. Desde quemarte hasta detener tu corazón.

Normalmente, con los pies descalzos por ejemplo, cuando tocas algún objeto altamente cargado, tu cuerpo proporciona un conducto para que esa carga fluya a través de ti y hacia el suelo, el lugar al que las cargas tienden a querer ir. Esto es malo porque están fluyendo electrones. Pero cuando llevas calzado aislante, bloqueas la capacidad de la carga para ir al suelo. En su lugar, lo único que ocurre es que la carga entre usted y el objeto se equilibra. Ganas o pierdes algunos electrones. Claro, hay electrones que fluyen por tu dedo o tu mano, pero nada importante como tu corazón o los nervios principales. En el peor de los casos, tienes una ligera quemadura en el lugar donde recibiste la descarga estática. Entonces la carga se queda en ti hasta que encuentra una forma de saltar a algo menos cargado. Guarda una pequeña cosa de metal en tu bolsillo y úsala para tocar cualquier cosa de metal cuando esto suceda. Eso evita que recibas una descarga. Pero en última instancia, los electrones no fluyen por tu cuerpo. Simplemente se quedan ahí. Si los electrones no fluyen, no hay mayor problema.

Answer 2

Normalmente esto se explica con el dicho "la corriente mata".

No es la carga (o el potencial sobre el suelo) que alcanza un cuerpo lo que daña los sistemas biológicos, sino la corriente que fluye a través de ellos y que, o bien 1) los calienta, o bien 2) interrumpe las señales eléctricas importantes del cuerpo.

Se producen daños por calentamiento que pueden "cocinar" (causar quemaduras de 1er, 2do o 3er grado internas o externas) partes del cuerpo por donde pasa la corriente.

La interrupción eléctrica es la más mortal de las dos, comúnmente. El corazón depende de los impulsos eléctricos regulares del nodo sinoauricular para contraerse no sólo rítmicamente, sino para que todo el corazón se contraiga al mismo tiempo. Si se induce una corriente eléctrica a través del corazón en el momento equivocado, o a través de un corazón débil, puede provocar fibrilación auricular . Este es el patrón de latido anormal más común que acaba siguiendo el corazón cuando se le presenta una interrupción eléctrica de este tipo, y es extraordinariamente ineficaz, lo que conduce a un bajo nivel de oxígeno en la sangre. Los DEA (desfibriladores externos automáticos) están diseñados para detectar este latido anormal y aplicar una corriente eléctrica y una forma de onda específicas al corazón para darle una buena oportunidad de recuperar el latido normal. Con voltajes muy altos, podemos hablar de la contracción muscular que se produce, y de la posibilidad de que esto cause a la persona algún daño dependiendo de su ubicación (por ejemplo, lanzarse hacia atrás contra un muro de hormigón debido a una sacudida repentina), pero no sería el caso de la situación que nos ocupa.

Aunque el calentamiento se produce siempre que hay un flujo de corriente (excepto en un superconductor, teóricamente), se necesita mucha corriente para cocinar materiales orgánicos.

Aunque el corazón puede reaccionar a las corrientes eléctricas, no es muy sensible.

Por lo tanto, lo importante es la corriente que fluye por el cuerpo, o el corazón en el caso de la fibrilación.

La carga necesaria para que un cuerpo humano alcance el potencial del circuito que está tocando es muy, muy pequeña. En efecto, el ser humano y la tierra se convierten en un condensador con un aislante entre ellos, uno pequeño en los pies, y el aire como aislante en el resto. La capacitancia sería muy pequeña, ya que el aislante no es ni fino ni grande (cuanto más cerca estén las dos superficies conductoras, y cuanto más grandes sean las superficies, mayor será la capacitancia).

Por lo tanto, sólo se necesitaría una cantidad muy pequeña de corriente para cargar el cuerpo, y esa corriente no es lo suficientemente significativa como para causar un calentamiento o una interrupción de la señal eléctrica.

Además, desde el punto de contacto, la carga se irradiaría rápidamente por todo el cuerpo relativamente conductor, lo que significa que la zona de mayor corriente es el punto de contacto, pero después ningún otro punto del cuerpo recibe una cantidad significativa de corriente. Incluso si pudieras aumentar la capacitancia significativamente, y eligieras un voltaje muy, muy alto, forzando así muchos más electrones en el cuerpo, la única parte que se dañaría sería el daño por calentamiento en el punto de contacto con el conductor que proporciona la carga. Podrías tener una pequeña quemadura eléctrica ahí.

Así que la situación que describes sólo podría generar una corriente muy, muy pequeña para llevar el cuerpo a un potencial de voltaje específico, y por lo tanto sería poco probable que produjera algún daño.

Dicho esto, no lo hagas de todos modos. Tome todas las precauciones razonables.

Answer 3

Tome un condensador y póngalo a través de una batería. Habrá una corriente transitoria cuando los electrones vayan hacia el ánodo. Esto ocurre muy rápido y la corriente es pequeña. Si cortocircuita el condensador con un cable, la batería vaciará toda su carga en el cortocircuito, lo que, dependiendo de la batería, puede ser realmente perjudicial.

Tu cuerpo acumula una carga que la capa aislante del zapato no permite que se produzca un cortocircuito con la tierra, como ocurre con un condensador.

Si se trabaja cerca de cargas, es conveniente tener zapatos no conductores en caso de accidente. La potencia de carga del cuerpo no será nada comparada con la potencia si la corriente encuentra un cortocircuito en el suelo.

p.d. ¿Has visto a los pájaros sentados en las líneas de alta tensión? Probablemente sientan un pequeño pinchazo cuando se cargan, pero no les pasa la corriente, a no ser que su ala toque un neutro. Hecho: mi hijo, cuando hacía su servicio militar cerca de un bosque, ayudó a apagar un incendio provocado por un gran cuervo que, al salir volando de la línea de alta tensión, hizo un cortocircuito con sus alas en el neutro, se incendió y cayó al suelo del bosque provocando el incendio.

Answer 4

Toda la red eléctrica está conectada a tierra. No conozco los detalles de otras regiones, pero si estás en Norteamérica, los dos conductores de corriente de una toma de corriente residencial se llaman "caliente" y "neutro". El conductor "neutro" está conectado a la tierra en muchos lugares.

Si tus pies descalzos tocan la tierra húmeda, y tu mano toca el cable "caliente", es casi lo mismo que si tus pies estuvieran conectados directamente al cable neutro.

Answer 5

Si no está en un circuito eléctrico completo, cualquier descarga eléctrica causada por tocar un objeto o cable cargado es breve. Estas "descargas estáticas" son ligeramente dolorosas, pero (rara vez) son peligrosas o mortales. Seguro que has experimentado alguna vez una pequeña descarga estática.

Al llevar calzado aislante, rompes un circuito completo y prohíbes que el flujo de electricidad pase por tu cuerpo. Estas descargas eléctricas son muy peligrosas.