NBR IEC 60479-1

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Efeitos da corrente sobre sereshumanos e animais domsticos

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Parte 1: Aspectos Gerias

Sumrio

Prefcio

0 - Introduo

1 - Generalidade

2 - Impedncia eltrica do corpo humano

3 - Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de 15Hz a 100Hz

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Introduo

Destina-se a fornecer diretrizes bsicas sobre osefeitos das correntes de choque sobre os sereshumanos e os animais domsticos, para uso noestabelecimento de requisitos de seguranaeltrica.

Na evidncia disponvel, principalmente dapesquisa em animal, os valores so toconservadores que o relatrio aplica-se s pessoasem condies fisiolgicas normais, inclusive scrianas, independente da idade e do peso.

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Introduo

Porm, h outros aspectos a serem levadosEm considerao, tais como probabilidadede faltas, probabilidade de contato compartes vivas ou partes com defeito, relaoentre tenso de contato e tenso de falta,experincia adquirida, viabilidade tcnicae econmica.

Estes parmetros tm que ser considerados cuidadosamente quando do estabelecimento dos requisitos de segurana, por exemplo,caractersticas operacionais dos dispositivos deproteo nas instalaes eltricas.

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Introduo

A primeira edio da IEC 60479 foi publicada em 1974 e estava baseada em uma extensa busca emliteratura e na avaliao das respostas recebidas aum questionrio.

Isto aplica-se especificamente aos limites de fibrilao ventricular que a causa principal demortes por corrente eltrica, e a anlise de todos os resultados de recente trabalho de pesquisa sobre fisiologia cardaca e sobre o limiar defibrilao, tornou possvel compreender melhor ainfluncia dos principais parmetros fsicos,especialmente da durao da passagem dacorrente.

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Generalidade

Campo de aplicao e objetivoO perigo s pessoas, para um determinado percurso da corrente pelo corpo humano, depende principalmente da intensidade e da durao da passagem da corrente.

Porm, as zonas tempo/corrente especificadas nassees seguintes, no so em muitos casos,diretamente aplicveis na prtica em projetar aproteo contra choque eltrico; o critrionecessrio o limite admissvelde tenso de contato (por exemplo, o produto dacorrente que passa pelo corpo e da sua impedncia) em funo do tempo.

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Generalidade

Campo de aplicao e objetivo

A relao entre corrente e tenso no linear porque a impedncia do corpo humano varia com a tenso de contato; dados sobre esta relao so, portanto, requeridos.

As diferentes partes do corpo humano tais comoa pele, o sangue, os msculos, os outros tecidos e as articulaes apresentam para a corrente eltrica uma certa impedncia composta decomponentes resistivos e capacitivos.

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Os valores destas impedncias dependem de vrios fatores e, em particular, do percurso da corrente, da tenso de contato, da durao dapassagem da corrente, da freqncia, do grau de umidade da pele, da rea da superfcie decontato, da presso exercida e datemperatura.

Os valores da impedncia indicados nesteRelatrio Tcnico resultam de um exame minucioso dos resultados experimentais disponveis de medidas efetuadas, principalmente, em cadveres e em algumaspessoas vivas.

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A seo 3 est principalmente baseada em constataes relacionadas aos efeitos da corrente a freqncias de 50 Hz ou 60 Hz, que so os maiscomuns em instalaes eltricas.

Porm, os valores indicados, so consideradoscomo aplicveis a uma faixa de freqncia de 15Hz a 100 Hz, estando os valores no limiar desta faixa mais elevados que os limites em 50 Hz ou 60 Hz.

considerado principalmente o risco de fibrilaoventricular que a causa principal dos acidentes fatais, na faixa de freqncia de 15 Hz a 100 Hz .

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Os acidentes em corrente contnua no so tofreqentes apesar do grande nmero de aplicaes, acidentes fatais s ocorrem sob condies muito desfavorveis, por exemplo,em minas.

Isto, em parte, deve-se ao fato de que em corrente contnua mais facil soltar-se de partes energizadas e que, para choque com duraes mais longas que o perodo do ciclo cardaco, olimiar de fibrilao ventricular permanececonsideravelmente mais elevado que em correntealternada.

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As principais diferenas entre os efeitos de c.a. e c.c. no corpo humano resultam do fato que aes de excitao da corrente (estimulao de nervos e msculos, induo de fibrilao cardiaca atrial ou ventricular) esto ligadas s mudanas da intensidade da corrente, especialmente quando a corrente estabelecida e interrompida.

Para produzir os mesmos efeitos de excitao aIntensidade constante de passagem da correntecontnua de duas a quatro vezes maior que a de corrente alternada.

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Definies

Impedncia eltrica do corpo humano

impedncia interna do corpo humano (Zi):Impedncia entre dois eletrodos em contato com duas partes do corpo humano, desprezando as impedncias da pele.

impedncia da pele (Zp): Impedncia entreum eletrodo sobre a pele e os tecidoscondutivos subcutneos.

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Definies

impedncia total do corpo humano (ZT):Soma vetorial da impedncia interna do corpohumano e da impedncia da pele (ver figura 1).

resistncia inicial do corpo humano (Ro):Resistncia que limita o valor da corrente de picono momento em que a tenso de contato ocorre.

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Definies

impedncia total do corpo humano (ZT)

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Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de 15 Hz a 100 Hz

limiar de percepo: Valor mnimo de corrente que circula atravs da pessoa capaz de causar qualquer sensao.

limiar de reao: Valor mnimo de corrente que Provoca contrao muscular involuntria.

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limiar de soltar-se: Valor mximo de corrente qual uma pessoa que segura eletrodos pode soltarse destes.

limiar de fibrilao ventricular: Valor mnimo de corrente atravs do corpo que causa fibrilaoventricular.

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fator F corrente no corao: Refere-se intensidade do campo eltrico (densidade de corrente) no corao para um dado percurso da corrente quando comparado intensidade do campo eltrico (densidadede corrente) no corao para uma corrente de mesma intensidade circulando da mo esquerda para os ps.

NOTA - No corao, a densidade de corrente proporcional intensidade do campo eltrico.

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Definies

perodo vulnervel: Abrange uma parte relativamente pequena do ciclo cardaco durante o qual as fibras do corao esto em um estadono-homogneo de excitabilidade e ocorre afibrilao ventricular se elas forem excitadas por Uma corrente eltrica de intensidade suficiente.

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NOTA - O perodo vulnervel corresponde primeiraparte da onda T no eletrocardiograma que aproximadamente 10% do ciclo cardaco.

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Definies

NOTA - O perodo vulnervel corresponde primeira parte da onda T no eletrocardiograma que aproximadamente 10% do ciclo cardaco

Ativao da fibrilao ventricular no perodo vulnervel. Efeitos sobre o eletrocardiograma (ECG) e presso arterial

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Definies

Efeitos da corrente contnua fator de equivalncia c.c./c.a. (k): Razo entre a corrente contnua e o valor eficaz equivalente de corrente alternada que tem a mesma probabilidade de induzir fibrilao ventricular.

NOTA - Como exemplo, para duraes de choque mais longas que o perodo de um ciclo cardaco e 50% de probabilidade de fibrilao ventricular, o fator de equivalncia aproximadamente:

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Definies

corrente longitudinal: Corrente circulando no sentidolongitudinal pelo tronco do corpo humano, por exemplo, damo para o p.

corrente transversal: Corrente circulando no sentidotransversal pelo tronco do corpo humano, por exemplo, deuma mo para a outra.

corrente ascendente: Corrente contnua pelo corpo humanoonde os ps representam a polaridade positiva.

corrente descendente: Corrente contnua pelo corpo humanoOnde os ps representam a polaridade negativa.

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Definio

Impedncia eltrica do corpo humanoEsta seo indica os valores da impedncia eltrica do corpo humano em funo da tenso de contato, da freqncia, do grau de umidade da pele, dopercurso da corrente e da rea da superfcie decontato.

Impedncia interna do corpo humano (Zi)A impedncia interna do corpo humano pode serconsiderada predominamente resistiva. O valor da impedncia depende principalmente do percurso dacorrente e, em menor grau, da rea da superfcie de contato.

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Definio

A figura 2 indica a impednciainterna do corpo humano parasuas diferentes partes expressa em porcentagens da impednciarelativa do percurso da mo ao p.

NOTA - A fim de calcular aimpedncia total do corpo ZT paraum dado percurso da corrente, asimpedncias internas para todasas partes do corpo do percurso dacorrente devem ser somadas, Bem como as impedncias dapele das superfcies de contato.

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Definio

Para percursos da corrente mo moou mo aos ps, as maioresimpedncias esto localizadasprincipalmente nas extremidades(braos e pernas.

Se a impedncia do tronco docorpo for desconsiderada, um circuitosimplificado pode ser adotado,conforme diagrama indicado na fig. 3.

NOTA - Afim de simplificar o diagrama,assume-se que as impedncias dosbraos e das pernas tm os mesmosvalores.

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Definio

Impedncia da pele (Zp)

A impedncia da pele pode ser considerada comouma associao de resistncias e de capacitncias.Esta estrutura composta de uma camada semi-isolante e de pequenos elementos condutivos(poros). A impedncia da pele diminui com oaumento da corrente.

O valor da impedncia da pele depende da tenso,da freqncia, da durao da passagem dacorrente, da rea da superfcie de contato, dapresso de contato, do grau de umidade da pele,Da temperatura e do tipo da pele.

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Impedncia total do corpo humano (ZT)

A impedncia total do corpo humano consiste de componentes resistivo e capacitivo.

Para tenses de contato at 50V, aproximadamente, devido as variaes considerveis na impedncia da pele Zp, a impedncia total do corpo humano ZT varia consideravelmente na mesma proporo.

Para tenses de contato mais altas a impedncia total depende cada vez menos da impedncia da pele e seuvalor aproxima-se da impedncia interna Zi.

No que se refere influncia da freqncia,considerando-se a variao da impedncia da pele emfuno da freqncia, a impedncia total do corpo humano mais alta para corrente contnua e diminuiquando a freqncia aumenta.

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Resistncia inicial do corpo humano (Ro)No momento em que a tenso de contato ocorre, as capacitncias do corpo humano no esto carregadas. Ento as impedncias da pele Zp1 e Zp2 so desprezveis e a resistncia inicial R0 aproximadamente igual impedncia interna docorpo humano Zi (ver figura 1).

A resistncia inicial Ro depende principalmente dopercurso da corrente e em menor grau da rea da superfcie de contato.

A resistncia inicial Ro limita os picos de corrente de curta durao (por exemplo, choques provenientes de controladores de cerca eltrica.

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Corrente alternada senoidal 50/60 Hz

Os valores da impedncia total do corpo, indicados na tabela 1, so vlidos para os seres humanos vivos e um percurso da corrente mo mo, para rea da superfcie de contato grande (5.000 mm2 a 10.000 mm2) e condies secas.

Para tenses at 50 V, os valores medidos com rea de contato molhada com gua so 10 % a 25 % inferiores que em condies secas e solues condutivas diminuem consideravelmente a impedncia, at a metade dos valores medidos em condies secas.

Para tenses superiores a aproximadamente 150 V, a impedncia total do corpo depende cada vez menos da umidade e da rea da superfcie de contato.

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Tabela 1 - Impedncia total do corpo ZT para um percurso da corrente mo mo em c.a. 50/60 Hz, para rea de grande superfcie de contato

Tenso de contato

V 5% da populao 50% da populao 95% da populao

25 1750 3250 610050 1450 2625 437575 1250 2200 3500

100 1200 1875 3200125 1125 1625 2875220 1000 1350 2125700 750 1100 1550

1000 700 1050 1500Valor

assinttico650 750 850

Valores de impedncia total do corpo () que no so excedidos por

NOTA - Algumas medies indicam que a impedncia total do corpohumano para um percurso de corrente mo ao p um pouco inferior aodo percurso mo mo (10 % a 30 %).

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Tabela 2 - Resistncia total do corpo RT para um percurso da corrente mo mo, em c.c. para grandes superfcies de contato

Tenso de contato

V 5% da populao 50% da populao 95% da populao

25 2200 3875 880050 1750 2990 530075 1510 2470 4000100 1340 2070 3400125 1230 1750 3000220 1000 1350 2125700 750 1100 15501000 700 1050 1500Valor

assinttico650 750 850

Valores de impedncia total do corpo R T () que no so excedidos por

NOTA - Algumas medies indicam que a resistncia total do corpo humanopara um percurso de corrente mo ao p um pouco inferior ao dopercurso mo mo (10 % a 30 %).

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Esta seo descreve os efeitos da corrente alternada senoidal passando, pelo corpo humano, dentro da faixa de freqncia de 15 Hz a 100 Hz.

Limiar de percepo e limiar de reaoOs limiares dependem de vrios parmetros, tais como a rea do corpo em contato com um eletrodo (rea de contato), as condies de contato (seco, mido, presso, temperatura) e tambm das caractersticas fisiolgicas do indivduo.

Um valor geral de 0,5 mA, independente de tempo, assumido neste relatrio tcnico para o limiar de reao.

Limiar de soltar-seO limiar de soltar-se depende de vrios parmetros, tais como a rea de contato, a forma e o tamanho dos eletrodos e tambm das caractersticas fisiolgicas do indivduo.

Um valor mdio de cerca de 10 mA assumido neste relatrio tcnico.

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Limiar de fibrilao ventricular

O limiar de fibrilao ventricular depende de parmetrosfisiolgicos (anatomia do corpo, estado da funocardaca, etc.), como tambm de parmetros eltricos(durao e percurso da passagem da corrente, parmetros da corrente, etc.).

Para duraes de choque inferiores a 0,1 s, a fibrilao podeocorrer para intensidades de corrente superiores a 500 mA, e provvel ocorrer para intensidades de corrente na ordem devrios ampres, s se o choque cair dentro do perodovulnervel.

Para choques de intensidades e duraes superiores aum ciclo cardaco, pode causar uma parada cardaca reversvel.

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Outros efeitos da corrente

A fibrilao ventricular considerada como a causa principal de morte por choque eltrico. H, tambm, alguma evidncia de morte devido asfixia ou parada cardaca.

Efeitos patofisiolgico como contraes musculares, dificuldade de respirao, aumento da presso arterial, perturbaes de formao e conduo de impulsos no corao, inclusive fibrilao do trio e parada cardaca passageira podem ocorrer sem fibrilao ventricular. Tais efeitos no so letais e normalmente reversveis, mas marcas de correntes podem ocorrer.

Com correntes de vrios ampres que duram mais que segundos, podem ocorrer queimaduras profundas ou outros danos srios, que podem ser internos, e mesmo morte.

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Tabela 4 - Zonas tempo/corrente em c.a. 15 Hz a 100 Hz

Designao da zona

Limites da zona Efeitos fisiolgicos

At 0,5 mAlinha a

0,5 mA at alinha b*

Linha b at acurva c1

AC-4 Acima da curva c1 Aumentando a intensidade e tempo, efeitospatofisiolgicos perigosos, como paradacardaca, parada da respirao equeimaduras severas podem ocorrer almdos efeitos de zona 3.

AC-4.1 c1 c2 Probabilidade de fibrilao ventricularaumentando at aproximadamente 5 %.

AC-4.2 c2 c3 Probabilidade de fibrilao ventricular ataproximadamente 50 %.

AC-4.3 Alm da curva c3 Probabilidade de fibrilao ventricularacima de 50 %.

AC-3 Normalmente nenhum dano orgnico esperado. Probabilidade de contraes musculares e dificuldade de respirao para

* Para duraes de passagem da corrente inferiores a 10 ms, o limite para

AC-1 Normalmente sem reao.

AC-2 Normalmente nenhum efeito fisiolgicoprejudicial.

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Tabela 4 - Zonas tempo/corrente em c.a. 15 Hz a 100 Hz

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