برق و بدن انسان
مسیر عبور جریان برق و مدت عبور جریان نیز در برق گرفتگی و پایین آوردن مقاومت بدن شخص مؤثر است. تجربیات نشان داده است که هر چه مدت عبور جریان برق از بدن بیشتر باشد مقاومت بدن کمتر می گردد یعنی مقاومتی که بدن درمقابل عبور جریان درلحظات اول از خود نشان می دهد، بسیار بیشتر از گذشت چند لحظه می باشد. همچنین مسیر عبور جریان نیز بسیار مهم است زیرا ممکن است از محلی عبور نماید که موجب از کار انداختن سیستم تنفسی یا اختلال در کار قلب یا حتی هر دو گردد چند نمونه از حالت های مختلفی که جریان برق ممکن است از بدن عبور کند به قرار زیر است:از یک دست به یک پا
از دست راست به پاها
از دست چپ به پاها
از پا به پا
از دست به دست
خطرناکترین حالت وقتی است که جریان از یک دست وارد و از دست دیگر خارج شود، زیرا در این هنگام جریان برق از قلب و ریه می گذرد و می تواند باعث از کار افتادن آنها و در نتیجه منجر به مرگ شود.
ولتاژ خطرناک برای انسان
حداکثر ولتاژ بی خطر برای انسان در شرایط نرمال و عادی در فرکانس 50 هرتز در برق متناوب بر اساس استاندارد انگلیس حدود 50 ولت و بر اساس استاندارد آلمان 65 ولت می باشد. و در رابطه با برق مستقیم یا دی سی باید عرض کنم در هر دو استاندارد یاد شده (صدو بیست) 120 ولت را اعلام نموده اند و این مسئله در حیوانات بصورت 25 ولت در برق متناوب و 60 ولت در برق مستقیم می باشد.
مقاومت بدن انسان:
مقاومت الکتریکی بدن انسان ثابت نیست و بر اثر عوامل فردی و شرایط محیط کار ممکن است به نسبت 1 تا 100 برابر تغییر نماید، مهمترین عواملی که در تغییر این مقاومت مؤثر است عبارتند از:
الف- حالت روحی فرد: خستگی، گرسنگی، تشنگی، بی خوابی، عصبانیت، خنده، غم و بیماری از عواملی است که مقاومت بدن را می تواند به حد زیادی کم و تغییر نماید.
ب- سطح تماس و فشار تماس:
هر چه سطح و فشار تماس بیشتر باشد مقاومت بدن کمتر می گردد، البته عوامل دیگری غیر از آنچه ذکر شده وجود دارد که می تواند مقاومت بدن را کمتر کند، از جمله وقتی که بدن مرطوب و عرق کرده است مقاومت آن تا حد زیادی کم می شود که در این صورت خطر برق گرفتگی را چندین برابر افزایش می دهد.
بیشترین مقاومت بدن در قسمت پوست است، بطوریکه مقاومت پوست های خشک و سالم گاهی حتی تا چند صد هزار اُهم نیز می رسد، از آنجائیکه جریان برق برای عبور از بدن ناچار است از پوست داخل و خارج شود هر گونه اقدامی که در جهت بالا بردن مقاومت محل ورود و خروج جریان صورت گیرد خطر برق گرفتگی را کاهش می دهد.
دستکش و کفش برای کسی که تأسیسات برقی سرو کار دارد بسیار حائز اهمیت است بعلت اینکه دستکش و کفش باعث افزایش مقاومت در برابر عبور جریان می گردد.
جریان الکتریکی:
جریان الکتریکی که از بدن انسان می گذرد، بستگی به دو عامل دارد اول اینکه مقاومت بدن و دوم فشار الکتریکی یا همان ولتاژ که بدن را تحت تأثیرات قرار می دهد و عامل اصلی برای شوک و نهایتاً مرگ انسان می باشد، در صورتیکه بتوانیم بنحوی از ورود و خروج جریان از بدن انسان جلوگیری نمائیم خطر برق گرفتگی ایجاد نخواهد شد و این کار با استفاده از وسایل ایمنی مانند دستکش عایق، کفش، فرش لاستیکی عایق و غیره امکان پذیر خواهد بود.
جریان الکتریکی را می توان به دو دسته تقسیم کرد.
الف: جریان مستقیم و ب:جریان متناوب
جریان مستقیم:
جریانی است که دارای دو قطب متمایز مثبت و منفی می باشد و جهت آن همواره ثابت است (بنا به فرض از قطب مثبت به طرف قطب منفی ) به عنوان مثال این نوع جریان توسط پیل یا باطری تولید می شود و یا توسط دستگاهی یکسو ساز که جریان متناوب را به مستقیم تبدیل می نماید.
مقاومتی که بدن انسان در مقابل جریان مستقیم از خود نشان می دهد بسیار بیشتر از جریان متناوب است، بطوریکه انسان می تواند تا 80 میلی آمپر جریان مستقیم را از بدن خود عبور دهد، بدون اینکه اثر مهمی در سیستم تنفسی و یا قلب بوجود آورد البته خطر دیگری که جریان مستقیم دارد الکترولیز (تجزیه) سریع خون است که می تواند موجب مرگ می شود.
ب: جریان متناوب:
جریانی است که در هر لحظه جهت و در نتیجه قطب های آن عوض می شود همانطوریکه قبلاً گفته شد بدن در مقابل جریان متناوب، مقاومت کمتری از خود نشان می دهد و بر خلاف جریان مستقیم که تا 80 میلی آمپر خطر جدی پیش نمی آمد دراین نوع جریان در25 میلی آمپر خطربرق گرفتگی وجود دارد نکته ای که در اینجا قابل بیان است این است که مسیر عبور جریان برق و مدت عبور جریان نیز در برق گرفتگی و پایین آوردن مقاومت بدن شخص مؤثر است. تجربیات نشان داده است که هر چه مدت عبور جریان برق از بدن بیشتر باشد مقاومت بدن کمتر می گردد یعنی مقاومتی که بدن درمقابل عبور جریان درلحظات اول از خود نشان می دهد، بسیار بیشتر از گذشت چند لحظه می باشد. همچنین مسیر عبور جریان نیز بسیار مهم است زیرا ممکن است از محلی عبور نماید که موجب از کار انداختن سیستم تنفسی یا اختلال در کار قلب یا حتی هر دو گردد چند نمونه از حالت های مختلفی که جریان برق ممکن است از بدن عبور کند به قرار زیر است.
از یک دست به یک پا
از دست راست به پاها
از دست چپ به پاها
از پا به پا
از دست به دست
خطرناکترین حالت وقتی است که جریان از یک دست وارد و از دست دیگر خارج شود، زیرا در این هنگام جریان برق از قلب و ریه می گذرد و می تواند باعث از کار افتادن آنها و در نتیجه منجر به مرگ شود.
ولتاژ خطرناک برای انسان
حداکثر ولتاژ بی خطر برای انسان در شرایط نرمال و عادی در فرکانس 50 هرتز در برق متناوب بر اساس استاندارد انگلیس حدود 50 ولت و بر اساس استاندارد آلمان 65 ولت می باشد. و در رابطه با برق مستقیم یا دی سی باید عرض کنم در هر دو استاندارد یاد شده (صدو بیست) 120 ولت را اعلام نموده اند و این مسئله در حیوانات بصورت 25 ولت در برق متناوب و 60 ولت در برق مستقیم می باشد.
آیا جریان برق AC از جریان برق DC خطرناک تر است ؟
در پاسخ به این سؤال باید گفت در شرایط مساوی ، بدلیل وجود فرکانس در جریان برق متناوب ( AC ) ، صدمات بیشتر و این نوع جریان ها از جریان برق مستقیم (DC ) خطرناک تر هستند ، چرا که تغییر مداوم جهت جریان در برق متناوب باعث ضربات شدیدی بر سلسله اعصاب شده و باعث کاهش مقاومت بدن انسان نیزمی گردند و به همین دلیل عبور جریان حدود 25 میلی آمپر در فرکانس 50 تا 60 هرتز می تواند باعث از کار افتادن سیستم تنفسی و مرگ انسان شوند ، در صورتیکه جریان حدود 50 میلی آمپر در برق مستقیم این شرایط را موجب شده و باعث مرگ در انسان می گردد. البته این مقادیر در استانداردهای مختلف متفاوت هستند ولی اصل موضوع تفاوت نمی کند.
شایان ذکراست در جریانهای برق متناوب (AC) با فرکانس 100 تا 200 کیلوهرتز نحوه اثر گذاری جریان برق روی بدن به جای شوک و خارش به صورت حرارت ظاهر میشود و اساسآ حرارت و سوختگی تنها اثرات شوک ناشی از عبور جریان با فرکانس های بالای 100 کیلو هرتز میباشند.
فرکانس یا بسامد :
تعداد دفعاتی که جهت جریان متناوب عوض می شود را فرکانس می گویند بعنوان مثال گفته می شود فرکانس برق شهر 50 هرتز است یعنی اینکه جهت جریان در هر ثانیه 50 مرتبه در سیم تغییر جهت می دهد ، بر خلاف برداشت و تصور ، مقاومت بدن با ازدیاد فرکانس کم نمی شود .
تجربه ثابت کرده که فرکانس 50 تا 400 هرتز مهلک ترین فرکانس می باشد.
فرکانس های بیشتر از ۴۰۰ هرتز فقط موجب سوختگی در محل گردیده است اگر چه فرکانس های کمتر از 50 هرتز خطر مرگ را کاهش می دهد ولی استفاده از آن باعث اتلاف مقادیر زیادی انرژی در خطوط می گردد که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
برق گرفتگی چیست ؟
برق گرفتگی یکی از حوادث تقریباً شایعی است که روز بروز همگام با صنعتی شدن زندگی انسان امروزی رو به تزاید بوده و صرف نظر از جنبه های خاص درمانی و تبعات اجتماعی و روانی آن ، از نظر قانونی و قضایی نیز دارای اهمیت فوق العاده ای می باشد ، جنبه مهم قضیه از آنجا روشن می شود که ما هر روز شاهد حوادث شغلی ناگوار از این دست ، در قشر کارگری جامعه خود هستیم که ضمن مختل کردن روابط کارگر با کارفرما در موارد مرگ و میر با ایجاد نقص عضوی ، بعضاً در تشخیص و اثبات رابطه علیت و سببیت از نظر پزشکی قانونی نیز پیچیدگی خاص ایجاد می نماید ، لذا پرداختن به جوانب مختلف آن از جمله مسائل اپیدمیولوژیک و علت ایجاد آن ، مفید خواهد بود.
سالانه در آمریکا بیش از هزار مورد مرگ ناشی از صدمات الکتریکی اتفاق می افتد و حدود 5% و یا بیشتر موارد بستری در مراکز سوختگی را شامل می شود. در بچه ها لوازم خانگی و پریزهای بدون حفاظ ، بیشترین صدمات الکتریکی را ایجاد می کنند و در بالغین بخصوص کارگرانی که با لوازم الکتریکی و برق سروکار دارند ، حوادث شغلی شایعی محسوب می گردد.
بطور کلی صدمه و مرگ در اثر جریان الکتریسیته نادر نبوده و در شرایط خانگی و صنعتی بکرات اتفاق می افتد که موجبات صدمه به پوست ، آسیب به ارگان ها و مرگ را فراهم می آورد که این صدمات به اصطلاح برق گرفتگی یا Electrocution نامیده می شوند.
الکتریسیته صدمه را به چهار مکانیسم یعنی تماس مستقیم ، هدایت ، قوس الکتریکی حاصله و آتش سوزی ثانویه ایجاد می نماید و چهار عامل دخیل در برقگرفتگی از جمله نوع و شدت جریان ، که ولتاژ بیش از 40 ولت که خطرناک تلقی می گردد و سطح تماس ، بدن با زمین و نوع جریان برق ( متناوب و مستقیم بودن ) و مدت زمان تماس از عوامل تعیین کننده شدت آسیب می باشند و در حالت کلی حداقل شدت جریان و بدون عارضه قابل توجه 30 میلی آمپر بوده و ولتاژ های کمتر از 1000 ولت ، به عنوان صدمات با ولتاژ پایین و بالاتر از آن بعنوان برق گرفتگی با تانسیون بالا که معمولاً صدمات فیزیکی ثانویه آن کشنده می باشند ، در نظر گرفته می شوند. به بیان ساده تر میتوان برق گرفتگی را به صورت زیر تعریف کرد:
قرار گرفتن دو نقطه از بدن در مسیر جریان برق ، موجب عبور جریان از بدن می شود و با توجه به شدت و مدت عبور جریان ، برق گرفتگی بوجود می آید و ممکن است عواقب مختلفی نظیر مرگ ، ناشی از ایست قلبی - سوختگی داخلی و سوختگی خارجی بدنبال داشته باشد। بعد از برق گرفتگی ممکن است کلیه ها از کار بیفتد یا دست ها بدلیل سوختگی داخلی قطع شوند و یا بعلت پرتاب شدن ( بعلت لرزش ناشی برق گرفتگی ) استخوانها دچار شکستگی گردند.
چگونه برق گرفتگی اتفاق می افتد :
تمامی سطح زمین ، دیوارها و کف اتاقها در تمامی طبقات ، به عنوان یک نقطه از سیستم برق محسوب می شود و اگر نقطه ای از بدن موجود زنده از یک طرف به زمین یا دیوارها وصل باشد و از طرف دیگر به سیم برق ( فاز یا نول ) یا بدنه فلزی دستگاه برقی ( یخچال ، کولر ، چرخ گوشت ...) تماس داشته باشد جریان برق از بدن عبور می کند.بنابراین برای جلوگیری از برق گرفتگی بایستی اولاً از تماس مستقیم با سیمهای برق ( فاز یا نول ) ، یا تماس غیرمستقیم ( با بدنه فلزی دستگاههای برقی که ممکن است اتصال داخلی دشته باشند ) جلوگیری کنیم و ثانیاً اینکه هر وقت با وسایل برقی تماس داشته باشیم ( درب یخچال ، بدنه ، کولر ، چرخ گوشت و و... ) سعی کنیم از تماس دست یا پا به دیوار یا کف اتاق یا بدنه فلزی کابینت ها خودداری کنیم.
برق گرفتگی به دو دسته تقسیم می شود :
1- با ولتاژهای بالا 2- با ولتاژهای پائین
در موارد با ولتاژ بالا ، حتماً بدن لازم نیست مستقیم با سیم یا کابل برق تماس داشته باشد بلکه ممکن است در فاصله چند متری هم جریان برق از هوا عبور کند و به بدن فرد منتقل شود و باعث برق گرفتگی شود.
در این موارد هر چقدر ولتاژ برق و رطوبت هوا بالا باشد ، میزان انتقال و آسیبی که به بدن وارد می شود بیشتر است.
موارد ولتاژ پائین بیشتر در خانه اتفاق می افتد. مثلاً فرد از سیم لخت و یا وسایل برقی ، مخصوصاً آن دسته از وسایلی که در آنها آب ریخته می شود ، آسیب می بیند. ممکن است از طریق کلید برق ، برق گرفتگی ایجاد شود. در برق گرفتگی با ولتاژ پائین بدن فرد دچار لرزش می شود، حال آنکه در موارد با ولتاژ بالا بدلیل گرفتگی عضلات ، منجر به اتصال دائم با آن وسیله خواهد شد.
عوارض برق گرفتگی
مقاومت بافتی هم فاکتور مهمی بوده چرا که جریان برق سعی در عبور از مسیری می نماید ، که حداقل مقاومت را دارا باشد ، به همین دلیل در اکثر موارد سطح فلکسور مچ دست و ساعد و اگزیلا گرفتار می شوند، آقای مان Mann و همکاران گزارش کردند ، که در حدود 45% از بیمارانی که حدود 24 ساعت دکمپرسیون داشته اند ، آمپوتاسیون اندام به عمل آمده و در آنهایی که دبریدمان و دکمپرسیون تأخیری داشته اند در 10% موارد آمپوتاسیون داشته اند.
تعداد جراحت حاصله از الکتریسیته ، بستگی به عوامل ذیل دارد :
1- مقدار انرژی الکتریکی
2- مدت زمان برقراری جریان
3- مقاومت پوست
4- مسیر عبور جریان
الکتریسیته اثرات مستقیم روی قلب و ساقه مغزی داشته و آسیب به عروق ممکن است ، موجب آسیب هیپوکسیک در میوکارد شود و نکروز میوکارد با عواقب پارگی دیواره قلب و یا عضله پاپیلری ، دیده شده است ، ترومبوز اندام ها شایع است و تشخیص محل ورود و خروج جریان مهم است ، زیرا آسیب ناشی از جریان برق ، فقط در ارگان هایی که بین این دو محل قرار دارد دیده می شود.
آسیب های نرولوژیک حاصله از الکتریسیته ناشی از :
1- عبور جریان از اعصاب و نخاع و مغز
2- ایست قلبی و انسفالوپاتی هیپوکسیک
3- ترومای ایجاد شده در سر ناشی از پرت شدن در اثر شوک الکتریکی باشد.
عوارض عصبی زودرس ناشی از برق گرفتگی می تواند :
1- فشار عصبی
2- اضطراب و تحریک پذیری
3- فراموشی و اختلال حافظه باشد ،
علل مرگ تأخیری که معمولاً 2% می باشد، می تواند ناشی از :
1- سپتی سمی
2- برونکو پنومونی
3- نارسایی کلیوی
4- انفارکتوس میوکارد باشد.
با شخصی که دچار برق گرفتگی می شود چکار کنیم
وقتی شخصی دچار برق گرفتگی می شود، عبور جریان الکتریکی از طریق بدن ممکن است وی را از هوش برده ، منجر به توقف تنفس و حتی ضربان قلب وی شود. جریان الکتریکی می تواند هم در محلی که وارد بدن می شود و هم در محلی که برای تخلیه به زمین از بدن خارج می شود، سوختگی ایجاد کند. در بعضی موارد، جریان برق ، گرفتگی عضلانی هم ایجاد می کند که این موضوع ، مانع از قطع ارتباط مصدوم با منبع برق می شود. بنابراین وقتی به صحنه حادثه می رسید، امکان دارد که هنوز جریان الکتریکی در بدن مصدوم برقرار باشد.
آسیب
های الکتریکی معمولا در منزل یا محل کار و در اثر تماس با منابع برق با
ولتاژ پایین رخ می دهند. همچنین ممکن است این آسیب ها در اثر تماس با منابع
برق با ولتاژ بالا (مثل خطوط انتقال نیروی افتاده روی زمین ) هم رخ دهند.
افرادی که با جریان ولتاژ بالا دچار برق گرفتگی می شوند، به ندرت زنده می
مانند.
● صاعقه
صاعقه یک جریان الکتریکی ناگهانی طبیعی
است که از جو تخلیه می شود و در مسیر خود، مقادیر زیادی از حرارت و نور را
منتقل می کند. صاعقه ، تماس خود را با زمین از طریق نزدیک ترین ساختارهای
بلند محوطه و احتمالا هر شخصی که نزدیک آن ساختار ایستاده باشد، برقرار می
کند. اصابت صاعقه می تواند به آتش گرفتن لباس ها، زمین خوردن مصدوم و حتی
مرگ آنی منجر شود. هرچه سریع تر تمام افراد را از محل اصابت صاعقه دور
کنید.
● جریان ولتاژ بالا
تماس با جریان ولتاژ بالا (که معمولا
در خطوط نیرو و کابل های هوایی پرفشار وجود دارد) معمولا به مرگ فوری منجر
می شود. افرادی که زنده می مانند، سوختگی های شدیدی خواهند داشت . از این
گذشته ، این شوک می تواند با ایجاد اسپاسم عضلانی ، مصدوم را به اطراف
پرتاب کرده ، آسیب هایی مثل شکستگی ایجاد کند. جریان برق با ولتاژ بالا می
تواند تا ۱۸ متر جهش داشته باشد. اشیایی مثل چوب خشک یا لباس نمی توانند از
شما محافظت کنند. قبل از نزدیک شدن به مصدوم ، منبع جریان برق باید قطع
شده باشد؛ در صورتی که خطوط نیروی هوایی در راه آهن آسیب دیده باشند، قطع
منبع برق بسیار حیاتی خواهد بود.
مصدوم احتمالا بی هوش است . پس از
آنکه از بی خطر بودن محل مطمئن شدید، راه تنفسی مصدوم را باز کرده ، تنفس
وی را بررسی کنید؛ آماده باشید تا در صورت لزوم احیای تنفسی و ماساژ قفسه
سینه را آغاز کنید. در صورتی که مصدوم در حال نفس کشیدن است ، وی را در
وضعیت بهبود قرار دهید. علایم حیاتی (سطح پاسخ دهی ، نبض و تنفس ) را مرتبا
کنترل و ثبت کنید. در جریان برق با ولتاژ بالا ناظران را از محل حادثه ای
که در اثر جریان ولتاژ بالا رخ داده است ، دور کنید. فاصله ایمن ، بیش از
۱۸ متر از منبع برق است .
● جریان ولتاژ پایین
جریان های
خانگی که در منازل و محل های کار مورد استفاده قرار می گیرند، می توانند
آسیب های جدی یا حتی مرگ ایجاد کنند. حوادث معمولا ناشی از کلیدهای برق
خراب ، سیم های برق لخت شده یا وسایل برقی دارای نقص هستند. خصوصا کودکان
کم سن و سال در معرض خطر هستند (کودکان به طور طبیعی کنجکاو بوده ، ممکن
است انگشتان خود یا سایر اشیا را به داخل پریزهای دیواری برق فرو کنند). آب
(که یک هادی قوی و خطرناک الکتریسیته است ) میزان خطر را افزایش می دهد.
تماس با یک وسیله برقی بی خطر با دست های خیس یا در شرایطی که کف اتاق خیس
باشد، خطر شوک الکتریکی را به مقدار زیادی افزایش می دهد.
● هشدارها
در
صورتی که مصدوم در تماس با جریان الکتریکی است ، به وی دست نزنید؛ ممکن
است مصدوم برق دار باشد و شما هم در معرض برق گرفتگی قرار بگیرید. هرگز از
وسایل فلزی برای قطع تماس الکتریکی استفاده نکنید. روی یک ماده خشک نارسانا
ایستاده ، از یک وسیله چوبی استفاده کنید. آماده باشید تا در صورت توقف
تنفس مصدوم ، احیای تنفسی یا ماساژ قلبی را تا رسیدن کمک های اورژانس آغاز
کنید.
در صورتی که به محل انشعاب اصلی یا کنتور برق به سهولت
دسترسی دارید، تماس بین مصدوم و منبع برق را از طریق خاموش کردن آن ، قطع
کنید. در غیر این صورت ، دوشاخه را خارج کنید یا کابل را درآورید. اگر به
کابل ، پریز یا محل انشعاب اصلی دسترسی ندارید، به موارد زیر عمل کنید:
برای محافظت از خود، روی یک ماده خشک نارسانا مثل یک جعبه چوبی ، یک کفپوش
پلاستیکی یا یک دفترچه راهنمای تلفن بایستید. با استفاده از یک وسیله چوبی
(مثل یک جارو)، اندام های مصدوم را از روی منبع الکتریکی کنار بزنید یا
منبع الکتریکی را از مصدوم دور کنید.
اگر قطع تماس (مصدوم با منبع
برق ) با یک وسیله چوبی مقدور نیست ، ضمن آنکه کاملا مراقب هستید تا به
مصدوم دست نزنید، طنابی را به دور مچ پای مصدوم یا بازوان وی حلقه کنید و
وی را از منبع جریان الکتریکی دور کنید. تنها در صورتی که ضرورت دارد،
مصدوم را با کشیدن بخش هایی از لباس که شل و خشک هستند، (از منبع برق ) دور
کنید. این کار را تنها به عنوان آخرین تلاش انجام دهید، زیرا ممکن است
مصدوم همچنان برق دار باشد.