martes, febrero 23, 2010

[Electricidad I] Riesgos eléctricos, despedida y cierre | El Tamiz

Me parece mentira, pero con éste hemos alcanzado la decena de artículos en [Electricidad I], el bloque introductorio a los fenómenos eléctricos, y el final del bloque. No quiero hacerlo más largo, sino dejar otros asuntos para bloques posteriores, por un par de razones: por una parte, no quiero saturaros con un solo tema durante mucho tiempo, y llevamos ya unos tres meses hablando de electricidad sin parar. Además, a mí me pasa lo mismo: si escribo demasiado sobre un solo asunto, me acabo aburriendo y la calidad sufre. Finalmente, es mi idea hacer de estos bloques algo reducido y contenido en sí mismo dentro de lo posible, de manera que sea posible agarrar uno y leerlo de corrido sin tener que leer demasiadas cosas que no te interesen. Diez artículos por bloque me parece adecuado para este fin.

Es mi intención –aunque el tiempo que tengo es limitado, y las energías más todavía–, como sabéis quienes habéis seguido el bloque desde el principio, publicar estas “unidades de conocimiento” en forma de monografías, pero tengo que revisar las imágenes antes siquiera de revisar y editar el texto y enviárselo a los correctores habituales. El problema es, claro está, que estas ilustraciones a color, aunque sean vistosas, harían de los libritos algo carísimo (los precios de impresión a color son prohibitivos)… lo que significa que lo de “carga roja” y “carga verde” no funcionaría en la versión impresa. Probablemente adaptemos las ilustraciones para escala de grises y tengamos “carga gris” y “carga negra” o “carga de puntitos” y “carga de rayas”, ya veremos. Desde luego, miraremos el precio que tendría la versión a todo color, pero seguramente sea inviable; os tendremos informados. Afortunadamente, las versiones electrónicas podrían seguir teniendo imágenes a color.

Alto voltaje

Pero, disquisiciones aparte, no quería terminar este bloque de introducción sin hablar brevemente, a modo de apéndice, sobre algunos conceptos básicos sobre seguridad eléctrica y efectos de la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano. ¿Por qué es peligrosa una corriente eléctrica que recorre nuestro cuerpo? ¿Es verdad que puedes “quedarte pegado” al electrocutarte, o salir despedido? ¿Qué medidas básicas de seguridad pueden seguirse para minimizar el riesgo eléctrico? A todo esto dedicaremos la entrada de hoy, en la que no introduciremos ningún concepto nuevo pero sí pondremos en funcionamiento las células grises y lo que hemos aprendido sobre potencia, energía, voltaje, intensidad, resistencia y demás a lo largo de todo el bloque. Vamos con ello.

Nota: Como siempre digo en este tipo de artículos, soy físico, no biólogo, de modo que quienes sabéis más que yo corregidme con cariño pero sin piedad si meto la pata en alguna cosa y no es simplemente una simplificación. Lo mismo digo sobre asuntos prácticos de los que los ingenieros y técnicos eléctricos sabéis mucho más que yo.

Antes de nada, aunque el peligro dependa de algunas variables que hemos estudiado ya, ¿por qué pueden resultar peligrosas las corrientes eléctricas? De las dos razones fundamentales, hemos dedicado un artículo entero del bloque a algo relacionado con la primera, y un pequeño cuadro a algo relacionado con la segunda, con lo que creo que el razonamiento te resultará familiar.


Quemaduras eléctricas

La primera razón es el ubicuo efecto Joule. Si tu cuerpo es atravesado por una corriente eléctrica, de manera inevitable los electrones que la constituyen harán vibrar los átomos de tu cuerpo más rápido que antes debido a los choques con ellos, y esto elevará la temperatura de la parte de tu cuerpo atravesada por la corriente. Dependiendo de las condiciones, este aumento de temperatura puede ser imperceptible, pero también puede producir quemaduras que pueden llegar a ser gravísimas (no quiero poner fotos aquí porque son terribles, pero puedes encontrarlas por la red). Desde luego, si la corriente es muy pequeña, el peligro va más bien por otro lado –hablaremos de ello en un momento–, pero no tienes más que mirar las noticias de personas electrocutadas con grandes corrientes para comprobar los efectos terribles del fenómeno descrito por el buen Joule. De hecho, las unidades de quemados de los hospitales tratan este tipo de electrocuciones.

Una de las diferencias fundamentales entre las quemaduras eléctricas y las producidas, por ejemplo, por un fuego, es que el efecto Joule afecta a todo el recorrido de la corriente eléctrica, no sólo a la piel. Si tocas una plancha muy caliente, por ejemplo, puedes provocar quemaduras en la piel de tu mano y, si la temperatura es muy grande o no retiras la mano a tiempo, pueden llegar a profundizar bajo la piel. Pero si una corriente eléctrica te quema debido al efecto Joule, las quemaduras se producen directamente en el tejido, por dondequiera que haya circulado la corriente. Es más probable, por tanto, sufrir quemaduras internas en el caso de la corriente eléctrica que de un fuego, aunque dependa del tipo de corriente hasta qué punto suceda esto o no.

Sé que es macabro utilizar estos ejemplos para reforzar lo que has aprendido en la serie, pero si recuerdas el artículo anterior sobre potencia y energía, el tiempo es además un factor fundamental. Si en tu cuerpo está disipándose una determinada potencia eléctrica en forma de calor (que es, como recordarás, proporcional al voltaje y la intensidad de corriente), la energía total que recibes es además proporcional al tiempo que la corriente circula por tu cuerpo. De ahí que la respuesta a la pregunta “¿A partir de qué voltaje o intensidad puedes sufrir quemaduras?” sea que depende. Desde luego, si estás sometido a una corriente de enorme intensidad y un voltaje gigantesco, una fracción de segundo puede dejarte como un pollo al horno, pero incluso una corriente mucho más modesta, como la de una casa, puede producir quemaduras si atraviesa nuestros tejidos durante el tiempo suficiente.

De modo que el consejo básico relativo a este punto es de cajón: minimiza el tiempo en contacto con cualquier corriente eléctrica peligrosa. Afortunadamente para nosotros, nuestro cuerpo es eficaz en retirarse de forma refleja de aquello que le causa dolor, lo cual nos protege hasta cierto punto de una exposición prolongada a la corriente eléctrica. Si alguna vez has tocado un enchufe donde no debes y has sentido la desagradable sensación (y probablemente has quitado la mano antes siquiera de darte cuenta de lo que ha sucedido) sabes de lo que hablo. Pero, a veces, hay un problema adicional que evita que te retires a tiempo, y que es la segunda razón básica del peligro de la corriente eléctrica.


Contracción tetánica

En el artículo sobre voltaje dimos algunos ejemplos de voltajes “de la vida real”, entre ellos el existente en las sinapsis neuronales de nuestro cuerpo. Y ahí radica nuestra principal debilidad ante las corrientes eléctricas, como la de todos los demás animales: las utilizamos nosotros mismos para controlar nuestro cuerpo. Naturalmente, las quemaduras eléctricas serían un peligro serio en sí mismas incluso si no tuviéramos ninguna otra conexión biológica con la corriente eléctrica, pero nuestra dependencia de ella supone un riesgo añadido.

Imagina por ejemplo, estimado y sufrido lector, que por azares del destino –y por agarrar lo que no debes– estás sujetando un cable y, en un momento dado, recorre tu cuerpo una corriente eléctrica razonablemente grande. Un efecto está claro: al recorrer tu brazo, el tejido se va calentando y pueden producirse quemaduras. Pero claro, el dolor resultante de la descarga hace que, mediante el arco reflejo, sueltes el maldito cable como si fuera un clavo ardiendo… sólo que no puedes soltarlo. Ésta es la base de ese mito (que merecería casi un capítulo propio de Falacias) de que cuando te electrocutas “te quedas pegado” a la fuente de la electrocución, lo cual es mentira cochina.

Ya sabes lo suficiente para saber que es mentira cochina, por cierto: lo único que podría hacer que te quedases pegado al objeto que te electrocuta sería la fuerza de Coulomb, pero eso requeriría que el objeto y tú estuviérais cargados eléctricamente. Sin embargo, como hemos visto repetidas veces, en un conductor la carga eléctrica neta es nula, hay un equilibrio de cargas: lo que pasa es que éstas se mueven por él. De modo que entre el cable y tú no hay una fuerza eléctrica que te atraiga como una mosca a un papel de pegar en absoluto. Pero ¿qué está sucediendo entonces?

Lo que sucede es que tu debilidad biológica frente a la corriente eléctrica te está jugando una mala pasada. Dicho muy mal y muy pronto (perdonadme médicos, biólogos y similares), cuando decides abrir o cerrar la mano, tu sistema nervioso central envía una señal eléctrica de magnitud minúscula a los músculos extensores o flexores, según el caso. Esta señal se transmite a través de los nervios hasta el músculo, y éste responde como debe a la señal. Pero ahí está la clave de todo el asunto: el músculo recibe una señal eléctrica que le ordena contraerse, o se relaja si no hay tal señal.

Cuando esa corriente atraviesa tu mano y tu brazo al agarrar el cable, por tanto, entre otras cosas recorre tus nervios… y los músculos del brazo responden como están diseñados: contrayéndose. De los dos tipos de músculos (flexores y extensores) los flexores son bastante más fuertes, de modo que aunque ambos sean estimulados, la contracción de los flexores que cierran la mano es la que gana por mucho. La consecuencia es que tu mano agarra el maldito cable como si le fuera la vida en ello, manteniendo el contacto con la fuente de todo el problema (y alargando la duración de la electrocución y el riesgo de todo tipo, además de la posibilidad de sufrir quemaduras). Esta contracción muscular anormal, denominada contracción tetánica, es un auténntico problema.

“¿Pero, no puedo decidir abrir la mano y soltar el cable, y ya está?”, puedes estar preguntándote. Pues la verdad es que no necesariamente, aunque espero que nunca tengas que comprobarlo. Las señales nerviosas que pueda enviar tu cerebro a los músculos que controlan la mano es una broma comparada con la que los está estimulando procedente del exterior, como un susurro en una discoteca. De ahí que se oiga que “te quedas pegado”: no estás pegado, estás agarrando el cable tú mismo con todas tus fuerzas, incluso aunque eso mismo pueda matarte.

A veces, por cierto, puede pasar justo lo contrario –y esto depende de por dónde pasa la corriente y de qué tipo de corriente se trata–: que los músculos afectados sean fundamentalmente los extensores, en vez de los flexores. Si esto sucede, por ejemplo, en los músculos del brazo, extenderás violentamente esa extremidad. Si tocas con la mano un objeto electrificado y los extensores son activados de este modo, empujarás el objeto con cierta violencia. Este tipo de contracción tiene la ventaja evidente de que, o bien empujas el objeto lejos de ti, o –si el objeto está fijo– te empujas a ti mismo lejos del objeto, minimizando el tiempo de exposición a la corriente. Pero, una vez más, no es que la electricidad “te repela” ni nada parecido: son tus músculos los que producen el efecto, actuando de forma incontrolada.

El primer consejo relativo a este punto, por lo tanto, es el siguiente: si tienes que tocar algo y existe riesgo de que ese algo haga que una corriente eléctrica atraviese tu cuerpo, hazlo primero de modo que no puedas agarrarlo si tus músculos se contraen. Por ejemplo, tócalo con el dorso de la mano: si cierras la mano en un puño, no vas a “quedarte pegado”, y el peligro de mantener el contacto desaparece. O, mejor aún, con el pie o la pierna, por la razón que vamos a ver a continuación.

El segundo consejo también debería sonarte razonable: si alguien cerca de ti está obviamente agarrando algo de forma involuntaria por la contracción tetánica, no lo agarres a él para apartarlo. Por un lado, recuerda que está sujetando el objeto con todas sus fuerzas, y no es fácil soltar a alguien que hace eso, por mucho que sea de forma involuntaria. Por otro lado, es posible que tú te quedes agarrado a él de forma involuntaria, una escena que, aunque pueda sonar graciosa, es peligrosa para ambos. No, lo que debes hacer en ese caso, siempre que sea posible, es detener el flujo de corriente eléctrica, desenchufando, apagando interruptores (en duda, el interruptor general de la casa), etc. Y, si no te queda más remedio que apartar físicamente y por la fuerza a la víctima, asegúrate de que lo haces sin agarrar nada.

El caso es que la contracción muscular involuntaria, aparte de crear leyendas urbanas, es peligroso porque puede prolongar el contacto con la corriente… y por otra razón aún más terrible, y la principal causa de muerte por electrocución: puede hacer que el corazón deje de funcionar como debe.


Fibrilación ventricular

El problema, claro está, es que el hecho de que tengas la mano cerrada y seas incapaz de abrirla puede ser un problema, pero hay músculos muchísimo más importantes, como el diafragma o el tejido muscular del corazón, el miocardio. Porque, aunque no sea un marcapasos tecnológico como tal, el “marcapasos” del corazón, llamado nodo sinusal, utiliza impulsos eléctricos… con lo que una corriente que pase por él contrae el miocardio sin que éste pueda relajarse. Pero hay más.

En el caso de la mano, la contracción y relajación es relativamente sencilla: si atraviesa esa región de tu cuerpo una corriente eléctrica, aunque sea grande, una vez que deja de pasar por el tejido nervioso, aunque te cueste al principio, recuperas el control de los músculos. Eso sí, como veremos luego, si la intensidad es muy alta o dura mucho tiempo, pueden incluso producirse daños neurológicos permanentes. Pero el peligro en el corazón es mucho mayor, por la complejidad de sus ciclos de relajaciones y contracciones.

No tengo el conocimiento, el tiempo ni las ganas de ponerme a discutir aquí sobre sístoles, diástoles y demás zarandajas, pero creo que es sencillo comprender que la actividad del nodo sinusal como “marcapasos” es bastante compleja, y el ritmo de relajación/contracción de cada una de las partes es tan complicado que, como bien sabes, sin que te veas afectado por ningún accidente eléctrico es posible que tengas problemas, desde que naces o con el tiempo.

De modo que, al ser recorrido por una corriente eléctrica que contraiga los músculos de forma ininterrumpida, rompiendo el ritmo cardíaco normal, y luego que esa corriente deje de circular, es posible que pasen dos cosas: una, que el nodo sinusal retome el control sin problemas y el corazón lata de manera normal. Y otra, que el caos resultante se mantenga y se entre en lo que se denomina fibrilación ventricular. Me temo que, llegado ese extremo, mis conocimientos no pueden ayudarte mucho, ¡pero el objetivo de este texto no es ése, sino evitar que llegues a ese punto!

Apliquemos la lógica, una vez más, al problema, para llegar a los consejos pertinentes a este punto. Dado que, para que pueda haber peligro de llegar a una fibrilación ventricular, es necesario que la corriente eléctrica atraviese el nodo sinusal en el corazón, el consejo es evidente, aunque tal vez no muy útil: trata de evitar que la corriente atraviese tu pecho.

Que lo haga o no depende de cuál es el camino que puede seguir a través de tu cuerpo; permite que ponga dos ejemplos exagerados. Si agarras dos cables pelados por los que circula una corriente de gran intensidad, y los electrones pasan a través de ti de un cable al otro, lo harán a través de un brazo (y, por cierto, de la mano, lo que puede hacer que no puedas soltarlo), tu tórax y, finalmente, el otro brazo y su mano. Esto significa que es muy probable que parte de la corriente atraviese el corazón y pueda matarte en un abrir y cerrar de ojos.

Sin embargo, si estuvieras de pie con un pie sobre un cable y el otro sobre el segundo cable, la mayor parte de la corriente eléctrica subiría por una pierna y bajaría por la otra, atravesando tu abdomen y dejando el corazón en un peligro mucho menor. Ya sé que estos ejemplos son extremos, y que normalmente no puedes controlar por dónde va a pasar la corriente, ¡o evitarías que pasase por ninguna parte! Pero recuerda el consejo de tocar con el dorso de la mano: si vas a tocar algo que puede estar electrificado y lo haces con una rodilla mientras tu pie toca el suelo, la mayor parte de la corriente irá de rodilla a pie y luego a suelo, lo cual es mucho menos peligroso que agarrarlo con una mano (o, peor aún, con las dos).

Factores de riesgo

Aunque podríamos estar hablando de ello mucho tiempo, una vez comprendido todo esto y los artículos anteriores debería quedar claro de qué depende fundamentalmente el peligro de exposición a una corriente eléctrica en tu cuerpo. Recapitulemos, aunque sea repetitivo:

  • En primer lugar, de la tensión. Si recuerdas el artículo sobre potencia y energía eléctricas y el “fluido dorado” que transportaba cada electrón, el voltaje determina básicamente la energía de la que dispone cada uno de ellos para moverse. Por lo tanto, la tensión en cierto sentido determina hasta dónde pueden llegar esos electrones. Si se trata de un voltaje muy pequeño, un aislamiento muy simple puede protegerte. Si se trata de un cable de alta tensión, ni siquiera el aire que lo rodea es necesariamente suficiente, y los electrones pueden tener la suficiente energía para atravesar el aire y alcanzar tu cuerpo a cierta distancia del cable.

  • En segundo lugar, de la intensidad. Puesto que los principales efectos sobre nuestro cuerpo, tanto las quemaduras como la contracción tetánica y la fibrilación, son proporcionales esencialmente a la intensidad de corriente, intensidades grandes suponen un riesgo mucho mayor. Desde luego, si has seguido la serie hasta ahora sabes ya que intensidad y voltaje están inextricablemente ligados a través de la resistencia y la Ley de Ohm.

  • En tercer lugar, del tiempo de exposición. Afortunadamente para nosotros –aunque se escape del alcance de este bloque inicial– los sistemas eléctricos modernos, en su mayor parte, nos protegen de tiempos de exposición prolongados mediante desconexiones automáticas cuando algo va mal, pero la razón de que éste sea un factor de riesgo también debería ser evidente si has comprendido el bloque y este mismo artículo.

  • En cuarto lugar, de la resistencia de tu cuerpo. Aunque otros consejos de nuestras abuelas, como el de no dormir en una habitación con plantas, no tengan base científica, el de no operar aparatos eléctricos mojado y con charcos de agua en el suelo es un buen consejo; uno que puede salvar tu vida, de hecho.

  • En quinto lugar, del recorrido de la corriente. Como hemos visto, aunque cualquier corriente de cierta magnitud tiene efectos sobre nuestro cuerpo, no es lo mismo una contracción en la pantorrilla que en el miocardio.


Las dos reglas de oro

Antes de terminar, existen un par de reglas de oro que deberías grabar al fuego en tu mente tras terminar esta serie, si alguna vez vas a estar en una situación en la que puede haber riesgos eléctricos… y vas a estarlo, porque es inevitable en el mundo actual.

Ambas reglas se basan en un principio que me parece útil, en general, como filosofía de vida, y que yo expresaría así: Es más eficaz suponer que eres más tonto e ignorante de lo que realmente eres que viceversa, porque las consecuencias de equivocarte son mucho menos graves. Pero ¿cómo se aplica este principio a la electricidad? Pues eso, con dos reglas de oro que, dado que son muy serias, es mejor expresar con cierto humor.

Primera regla de oro – Si el riesgo es posible, estás en peligro.

Podríamos llamar a esta regla “la regla de la educación sexual victoriana”. El sexo, querido niño, es malo: no lo hagas.

Si has seguido este bloque hasta aquí, es probable que nunca hayas aprendido demasiado sobre electricidad, luego tu ignorancia –y lo digo desde el aprecio a un lector de aguda inteligencia y buen gusto como tú– sigue siendo muy grande. Por lo tanto, si te planteas enredar con algún aparato eléctrico en el que no estás seguro si existe riesgo, supón que lo hay. Y si crees que no hay riesgo alguno, ¿confías en que sabes lo suficiente para evaluar ese riesgo? Pues eso.

Ya sé que este consejo es un poco desalentador tras diez artículos, pero es el más honesto que puedo darte: deja los arreglos eléctricos para quien sabe lo suficiente. Pero el ser humano es un animal terco… de ahí que haya una segunda regla de oro.

Segunda regla de oro – Si el riesgo es imposible, estás en peligro.

Si vas a realizar una reparación o estar en contacto con algo por donde a veces circula una corriente eléctrica (e insisto, si este bloque es tu principal fuente de información sobre la electricidad eres un cenutrio haciendo eso), supongo que vas a hacerlo tras desconectar el paso de la corriente y no mientras ésta circula por el objeto. Pero recuerda: debes suponer, a pesar de ser lector de El Tamiz, que eres un ser ignorante y estúpido, porque es una manera mucho más segura de ir por la vida pasarte de tonto que de listo.

Así que no basta con que te asegures de que es imposible, porque puedes haber pasado algo por alto por descuido, o puedes desconocer algo esencial en ese sistema que hace que el “imposible” se convierta en “improbable”. Por tanto, defiéndete contra tu propio descuido: asegúrate de que es imposible que pase corriente dos veces. Apaga el interruptor y corta el paso de la corriente en un interruptor general; apaga y además desenchufa; desenchufa y además corta el interruptor general; corta la corriente y luego, cuando estés seguro de que no pasa corriente, compruébalo con un polímetro. En resumen: asegúrate más allá de toda desconfianza que no estás en peligro. Y entonces, cuando hayas conseguido eso, desconfía de ti mismo.

Si conoces a cualquier persona que tiene contacto profesional con circuitos eléctricos, pregúntale si alguna vez ha sufrido un buen calambrazo. Estoy seguro de que te responderán que sí, y yo te pregunto: si el profesional no ha conseguido protegerse con éxito completamente, ¿cuáles son tus expectativas?

Pues eso. Hasta el siguiente bloque, que será después de un tiempo dedicado simplemente a artículos de las series normales, para oxigenarnos vosotros y yo de monografías y dejar que llegue la inspiración para el siguiente (se aceptan sugerencias, como siempre).

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