¿Un cable colgante realmente me electrocuta si estoy parado en el agua?

Todos hemos visto este escenario en películas; alguien tiene que cruzar una habitación medio llena de agua y hay un cable eléctrico que cuelga y dispara chispas por todas partes. La persona pobre tiene que cruzar la habitación pero no puede hacerlo porque si el cable golpea el agua, obviamente está electrocutado, ya que el agua es un conductor.

¿Pero es tan simple en la vida real? Si realmente estoy parado en el agua en una habitación, y un cable de alto voltaje golpea el agua, ¿cómo fluye la electricidad a través de mí para electrocutarme? Solo mis pies tocan el agua, ninguna otra parte del cuerpo mía toca ningún lugar. Y de manera realista probablemente habría algunas tuberías, etc., conectadas a tierra en algún lugar que condujera la corriente a tierra. ¿Cómo me electrocutaría si la corriente me pasara?

Sospecho que esto es similar a la conocida situación de alguien que deja caer un secador de pelo en una bañera con una persona adentro. ¿Por qué la corriente en esta situación no fluye del cable con corriente al cable neutro o a través del drenaje al suelo? ¿Por qué simplemente estar en "agua de alto voltaje" me electrocuta? (Y sí, sé que el escenario no es tan probable con los electrodomésticos modernos, pero consideremos esto en teoría).

Oh si. El fenómeno se llama "ahogamiento eléctrico".

En este trágico caso , una niña decidió bailar en una fuente, sin darse cuenta de que las luces subacuáticas tenían una falla a tierra. Sus músculos se contrajeron y se cayó. Una amiga entró para tratar de agarrarla, y ella también perdió el control de los músculos de sus piernas y se cayó. Sus otros dos amigos intentaron rescatar a los dos primeros.

Los bomberos aparecieron, uno entró de puntillas, lo perdió y sus amigos lo sacaron. Los bomberos pasaron 15 minutos tratando de encontrar el interruptor de apagado.

El problema con caerse al agua es que te ahogas. Las cuatro chicas lo hicieron.

De hecho, múltiples víctimas es a menudo la única pista de un ahogamiento eléctrico.

Esta es la razón por la cual cualquier instalación junto a la playa ahora requiere GFCI e interruptores de cierre, y por qué no debe nadar cerca de un barco en tierra.

¿Por qué ocurren ahogamientos eléctricos?

Has visto problemas relacionados con las redes de resistencias. Eso es el agua, una red de resistencias en 3-D, y ustedes también son algunas de las resistencias.

La corriente eléctrica recorre todos los caminos disponibles en proporción a su conductancia (1 / resistencia) . 1-10 mA es suficiente para comenzar a causar problemas a una persona sensible; 100 mA es letal por derecho propio.

La electricidad quiere volver a la fuente (el neutro del transformador de polo), y el estándar NEC para una varilla de conexión a tierra es de 25 ohmios. Puedes hacer los cálculos aquí.

Bueno, obtengo 120 V a través de una resistencia de 24 ohmios = 5 amperios. Entonces, solo una pequeña fracción de esa corriente necesita atravesarlo para atraparlo. Si confiamos en los 20 mA de ese artículo, entonces 1/250 de la corriente es suficiente para ahogarlo.

Tenga en cuenta también: esto no es suficiente para activar el interruptor de circuito de derivación típica 13, 15, 16 ó 20 A .

Sin embargo, un interruptor GFCI se disparará a 6-8 mA. Eso mejora enormemente el pronóstico. Esto lo reduce a una combinación altamente improbable de eventos donde la corriente está naturalmente limitada a menos de 6 mA, y casi todo lo atraviesa, y usted es ultrasensible.

En algo como el agua, la electricidad no "fluye a tierra" en una línea recta ordenada. Existe una diferencia potencial entre las secciones de agua que irradian desde el punto de contacto de AT. Eso también podría significar que sus pies tienen diferentes potenciales y habrá un flujo de corriente que podría ser fatal. Esta es una razón por la cual las vacas en los campos pueden ser electrocutadas por un rayo cercano. La diferencia de voltaje entre sus pies puede ser de miles de voltios.

Creo que la respuesta es bastante simple: eres mejor conductor que el agua dulce. Leí esto en alguna parte y me hizo reír entonces: " Los humanos son grandes bolsas de agua salada ", lo cual es cierto. Una corriente de 1 mA a través del corazón es suficiente para causar un ataque cardíaco, por lo que a 220 V, la resistencia de 220 kΩ no es suficiente. Tiene menos de 220 kΩ, especialmente cuando está en el agua. La piel es el único aislante que tenemos.

Solo no lo intentes.

¿Cómo fluye la electricidad a través de mí para electrocutarme?

Ya publiqué esa foto una vez en una pregunta sobre anguilas eléctricas:

^{Fuente: phys.org Crédito: Kenneth Catania}

La electricidad no fluye a lo largo de un solo camino preferido, fluye en todo el cuerpo de agua con diferentes intensidades. Si se encuentra en un camino con corriente lo suficientemente alta, se electrocutará.

Un corolario interesante de este hecho es que obtendrá el peor impacto cuando usted y el agua tengan una conductancia comparable . Si el agua es mucho más conductiva que usted, incluso las corrientes altas solo crearán una pequeña diferencia de voltaje, que puede no ser dañina. Si el agua es mucho menos conductora, la diferencia de voltaje puede ser enorme, pero la corriente será limitada.

Solo estar en "agua de alto voltaje" no lo electrocutará, así como las aves pueden posarse felizmente en líneas eléctricas de 10 + kV (y los linieros pueden dejarse caer en líneas vivas para trabajos de mantenimiento), ya que no hay camino, pero como usted dice siempre habrá un camino hacia el suelo en alguna parte de esa agua, por lo que habrá corrientes que fluyan a través del agua. Dado que eso significa que hay diferencias potenciales a través del agua en diferentes puntos, experimentarías eso entre tus pies, y dado que el cuerpo humano es un buen conductor, además de la piel, que reduce en gran medida la resistencia cuando está mojado, eso posiblemente permitiría corriente letal para fluir a través del torso. Las personas pueden electrocutarse y lo hacen de pie en agua de sentina salada en sistemas de 24 V en barcos, no se necesita mucho voltaje si la resistencia es lo suficientemente baja.

Definitivamente no intentes ninguna de estas cosas. Definitivamente, esto no pretende implicar que debe ser complaciente con ninguno de los peligros de la electricidad, pero hay numerosas cosas que a menudo son extremadamente incorrectas en el manejo de la electricidad en películas, particularmente en este tipo de escena. A menudo, los efectos se utilizan para hacer que la electricidad haga lo que la historia requiere, así que algunas cosas:

• Protección contra sobrecorriente y otras fallas: en la mayor parte del mundo, cada circuito tiene protección contra sobrecorriente y muchos circuitos tienen protección contra falla a tierra o falla de arco. A medida que aumenta la capacidad de fabricación, hemos podido agregar más formas de proteger las instalaciones eléctricas y hacerlas seguras. En un escenario futurista con tecnología mejorada, generalmente no hay razón para que esto haya cambiado. Las fallas dañan el equipo, por lo que incluso en un escenario donde se escribe la falta de atención a la vida humana, los sistemas tendrían precauciones avanzadas para limitar el daño a la propiedad. En cualquier caso, a menudo el conductor que ves creando el peligro es en realidad un cable, con cables visibles que sobresalen del extremo, lo que el departamento de utilería pensó que se vería genial. En muchos de estos casos, el conductor, tal como se presenta, se habría acortado entre él ' s propios conductores y disparó su dispositivo de sobrecorriente o GFCI. Para que el conductor permanezca en vivo, algo más debe salir mal, como milagrosamente no cortarse cuando se suelta de lo que estaba conectado, caerse o sacudirse sin cortarse sobre sí mismo o tocar algo hecho de metal, o la soldadura del interruptor se cerró (lo que sucede ocasionalmente)
• La electricidad fluye más en caminos de menor resistencia. Puede colocar un cable de cobre grande, un tronco húmedo y una tira de asfalto uno al lado del otro, y conectar el mismo voltaje de una vez a los extremos de los tres. La mayor parte de la corriente fluiría a través del cable de cobre, mucho menos fluiría a través del registro húmedo, y una cantidad insignificante a través del asfalto, aunque habría flujo de corriente en los tres. Si los conductores en un cable roto tienen suficiente voltaje para crear arcos CGI a accesorios cercanos / agua / cualquier cosa que esté lejos, tienen suficiente voltaje para arquearse a su propio conductor de retorno o tierra, que a veces se representa erróneamente como pulgadas de distancia. Para que su propio conductor de retorno o tierra no sea el objetivo de la mayoría de los arcos, una segunda cosa tiene que salir mal. Esos conductores tienen que romperse en algún lugar entre el cable de arco y la fuente, de alguna manera sin dañar un solo cable de alto voltaje más de lo que le permitiría funcionar. La electricidad no tenderá a viajar a través de un metro de aire para establecer un arco cuando un arco de 20 mm establezca una ruta de retorno de baja impedancia.
• La electricidad es a menudo mucho más brutal y menos llamativa que en las películas, y las películas a menudo representan un margen de supervivencia mayor (o menor) de lo que realmente existe. Como parte de su capacitación en las industrias eléctricas, especialmente en la distribución de energía, es muy probable que vea un video de alguien muriendo trabajando con o cerca de la electricidad. Es completamente terrible. Brutal, despiadado, y no siempre rápido. La velocidad real a la que la electricidad puede "cambiar" y propagarse es lo suficientemente rápida como para necesitar ejemplos de calidad que faciliten su comprensión. Hay situaciones en las que el alto voltaje se representa en las películas como algo que una gran destreza, fuerza y ​​habilidad pueden enfrentar, e inevitablemente a veces se muestra a los personajes haciendo algo que los habría matado o vaporizado. A veces, con cables de bajo voltaje, se muestra un personaje muerto por algo que, como se presenta, tendría una probabilidad relativamente baja de ser letal. En este último caso me siento cómodo con eso como laicos y profesionales.debería tratar algo con una muy buena posibilidad de matarlos como algo que lo hará.
• La electricidad fluye en bucles. Cada molécula, dependiendo de los enlaces, núcleos y capas de electrones, tiende a mantener aproximadamente una cierta cantidad de electrones en cada área a su alrededor. Los electrones están rebotando, y cuando no se mantienen demasiado apretados donde están, vuelan libremente entre las moléculas cercanas, y el factor limitante es que cuando / cuando un electrón se mueve fuera de un área que "necesita" un electrón, fuerza se ejercerá en otros electrones cercanos, así como en el que se aleja volando para atraerlos y llenar el vacío. Dependiendo de la estructura de la molécula y los núcleos, diferentes materiales se unen fuertemente a sus electrones (aislantes) o les permiten fluir más libremente (conductores). Cuando haces que los electrones fluyan a lo largo de un cable, los nuevos deben reemplazar a los que fluyen. La zona en la que está bombeando los electrones atendrá demasiados y el área desde donde los está bombeando no tendrá suficiente. No hay otro lugar para que el flujo vaya más allá de donde hay muy pocos, ya que todas las demás moléculas tienen exactamente lo suficiente. Sin bucle, sin corriente.
• El agua no es realmente un buen conductor. El agua sucia, particularmente el agua salada es. El agua pura no lo es (el agua del grifo no es pura). Aparte de eso, si pones un generador en la orilla de un océano y extiendes un cable a través de la superficie del agua hasta un punto alejado donde la punta del cable estaba desnuda, 1 metro bajo el agua, y conectabas el generador a ese cable y una barra de tierra, el generador funcionaría para pasar una corriente por ese cable, al agua, a lo largo de la tierra, a través de la barra de tierra y de regreso al generador, donde los electrones que está bombeando necesitan ser reemplazados. Debido a la alta (ish) conductividad del agua salada, no habría altos voltajes / corrientes para una distancia demasiado alta en la mayoría de las direcciones alrededor de la punta de ese cable, ya que el flujo de electrones está "intentando" para regresar por el camino más corto posible a su fuente. el voltaje se extenderá en otras direcciones un poco a medida que los electrones que fluyen se extiendan para viajar más libremente. Esto no quiere decir que el agua alrededor del electrodo no sea peligrosa, sino señalar que las películas a menudo no son específicamente precisas con respecto a dónde fluye la corriente.
• Arcos y chispas llamativos: la electricidad es invisible. Todo lo que podemos ver son los efectos sobre los objetos a medida que la electricidad pasa a través de ellos. Calor, luz, movimiento, el olor ocasional. Para llamar la atención sobre ellos, los arcos, chispas y destellos a menudo son más brillantes de lo que podrían ser en la vida real, o del tipo incorrecto (explosivo en lugar de plasma, por ejemplo). La resistividad del aire es de alrededor de 2100 V / mm, lo que significa que puede iniciar un arco a través del aire a temperatura ambiente, necesita 2100 V por cada mm que desea que salte el arco. Una vez que el aire comienza a conducir y se convierte en plasma, se conduce bastante bien, pero se necesita bastante voltaje para iniciar un arco.

Usted se electrocuta cuando una corriente de más de 100 mA lo atraviesa. El cable no hace el electrocutado, solo lo conecta a una fuente de corriente.

1. Si no hay una fuente actual, no hay corriente. Así que adelante y agarra ese cable. Nada pasará. Por otro lado, si el cable está conectado a una fuente de corriente, como la corriente de 220 VCA de su secadora, es probable que muera.

2. No hay nada mágico en un cable "colgante". Si el cable está rígidamente soportado, te matará tan muerto como si estuviera colgando.

3. Para determinar si el campo eléctrico dentro del agua que conduce puede matarlo ... eso requiere un análisis tridimensional de elementos finitos de la distribución de voltaje dentro del cuerpo de agua. Si el cable está caliente y toca el agua, es mejor que se mantenga alejado. Por otro lado, cerca del borde del agua, donde es muy poco profunda, la corriente será mínima. Por lo tanto, puede meter el dedo del pie y ver si puede sentir algo antes de continuar.

4. Puede aumentar la letalidad agregando iones al agua. La sal hará esto, o cualquier ácido o base fuerte.

5. Algunos cables de servicios públicos no son cables y no llevan corriente. Son cables de fibra óptica y son inofensivos. Pero no apuestes por eso.